牛津博士：量子计算其实只是个巨大泡沫

2022-09-07 03:09

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牛津大学的物理学家 Nikita Gourianov，一直从事量子计算的物理学研究。他认为人们对量子计算的前景“过于乐观”，而在资本的裹挟下，量子计算这个命题已经变成了一个巨大的经济泡沫。在泡沫破裂那一天，为其背书的量子计算研究乃至整个科学共同体，都将遭遇信任危机。知社编译全文如下：

图源：Manuel

当投资者群体多次做出错误的投资决策时，金融泡沫就会逐渐浮现，而贪婪、误解和挣快钱往往在其中推波助澜。量子计算就是这种泡沫现象的当代典型。

量子计算通常被宣传为一种方兴未艾的前沿技术，其未来影响之巨大，只有工智能可以与之媲美。根据量子计算鼓吹者的说法，量子计算机技术成熟、功能完备只是时间问题，届时它将彻底改变从药物研发到互联网加密等广阔领域的工作方式。

近年来，数十亿美元涌入量子计算领域，使得以 IonQ、Rigetti 和 D-Wave 为代表的一众量子计算公司崛起。2021年，在特殊目的收购公司(Spacs) 的推动下，量子计算领域的资金聚集达到了高潮，一时可谓鲜花着、锦烈火烹油。

SPACs 没有属于自己的详细商业规划，也不生产任何产品或拥有任何资产，出现在市场上的唯一目的就是收购其他公司。投资者往往把这种公司称为“空白支票公司”或“壳公司”。这种公司由私募基金或大投资人牵头成立，成立之后立即在纽约股市上市，在收购其他公司后，“壳公司”的股票会变成被收购公司的股票进行交易。从而令被收购公司快速上市。SPACs 的运营模式伴随着较大风险。高盛集团等投资公司认为SPACs 模式公司的激增显示出泡沫迹象。

根据Refinitiv的数据，IonQ、Rigetti 和 D-Wave三家公司的总市值大约为 30亿美元，但其今年的预期销售额却只有3200万美元，净亏损则达1.5亿美元。三家公司今年的股票表现如下：

图源：Financial Times

实际情况是，IonQ、Rigetti 和 D-Wave乃至其他所有量子计算公司——都没有真正实现盈利。他们产生的微薄收入基本来源于向其他公司提供的咨询业务，而这些咨询业务仅仅涉及到“介绍量子计算机将如何帮助他们的业务”，也就是说，它们并没有真正地利用到量子计算机所谓的巨大优势。

这种现象背后的原因也很简单，尽管努力多年，但真正能够解决实际问题的量子计算机依然没有制造出来。当前的量子计算机仍然非常容易出错，用它们处理的信息几乎会立即退行为噪音。并且，随着量子计计算的规模扩大（即“量子比特”数量的增加），这种问题会更糟糕。

量子计算的纠错策略的有效性尚未得到很好的试验，因此大规模高容错通用量子计算机诞生仍然是要遥遥无期。然而，根据鼓吹者的说法，人们目前处于量子摩尔定律所预言的中部阶段，其过程可类比于1970年至2010年间的微芯片革命。

Geordie Rose

图源：ideacity

量子摩尔定律又名“罗斯定律”，以D-Wave 创始人 Geordie Rose 命名。为评价量子计算机性能，IBM最先提出了量子体积（Quantum Volume,QV）这一概念，其影响因素包括量子比特数、门和测量误差、设备交叉通信、以及设备连接和电路编译效率等。而量子摩尔定律认为，要在本世纪20年代获取量子优势（量子霸权），人们每年至少将要量子体积增加一倍。

另一个基本问题是，我们目前尚不清楚量子计算机可以解决哪些问题，在商业上有何具体应用方向——如果有的话。迄今为止，量子计算最突出的应用是Shor算法，它快速地进行大整数质因数分解。在Shor算法中，量子计算在比任何已知的经典计算机算法都快得多。目前广泛用于互联网的加密技术都基于大整数质因数分解的难度，因此，如果Shor算法真的在量子计算机中得到运行，的确会极大地冲击目前的互联网安全体系。

Nikita Gourianov

目前主流的互联网加密技术来源于RSA算法。RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大质数相乘十分容易，但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难。因此可以将乘积公开作为加密密钥。不过，经典计算机难以有效解决的问题，基于量子计算的Shor算法却能够轻松解决。因此有人认为，Shor算法将极大冲击以RSA算法为根基的加密技术。

Shor 算法是量子计算领域的金字招牌，吸引到了世界各国政府安全机构的大量研究资金。但除了RSA算法外，仍有许多替代加密方案可以有效抵御量子计算机的攻击。用这种“量子安全”方案直接替换掉易受量子计算攻击的加密方案，也是可行的。

显然，Shor算法的可能影响被夸大了，但量子计算的飘渺不实不仅在于此。量子计算在何时、何地、可以表现出何种优势，几乎每一个方面都存在众多争议。最新研究指出，没有证据表明量子计算机可以显著加快量子化学计算研究。对于将量子计算用于药物研发这一广受吹捧的想法来说，这无疑是个坏消息。

尽管宣传甚嚣尘上，但量子计算行业实际尚并未展示出任何实际用途。那为什么会有这么多资金流入呢？这主要是由于大张旗鼓地宣传。科学家的观点在社会上仍然很受尊重，所以当物理学家对某事感到兴奋时，人们也会注意到。

真正的兴奋始于上世纪 90 年代，一系列开创性的突破标志着量子技术作为一个学术领域的诞生。随着更多进展的取得，人们的热情愈加高涨，并最终远远影响到了研究领域之外。

到了2010 年代，资本变得廉价。投资者也开始注意到量子计算。但他们对这项技术并没有真正了解，只会一些“一个量子比特可以同时是1 和 0 ”的陈词滥调。随后，越来越多的资金流入量子计算领域，行业规模不断扩大，科学家们也越来越倾向于夸大他们的研究成果。久而久之，许多对量子物理学一无所知的公关型人物也进入了该领域，他们在公司担任高级职位，除了制造宣传什么也不管。因此，高度夸张量子计算的观点成为了主流，并进一步引诱贪婪和误解大行其道，促成了一个典型的金融泡沫。

一些物理学家私下认为，这没什么不好。为什么不浑水摸鱼，从轻率的投资者那里赚走点快钱呢？毕竟，在从事学术研究的同时赚取私营部门的外快，也是笔不错的交易。嗯。很难说泡沫何时会破裂。但总有某个时候，资金会枯竭，索赔将接踵而至。我只愿当曲终人散，泡沫成灰之时，公众仍然愿意相信我们物理学家。