谷歌号称实现的“量子霸权”，究竟霸了个什么权？

前段时间，谷歌在 NASA 上发表了一篇论文草稿， 宣称“谷歌的 AI Quantum 研究小组的 53 量子比特处理器实现了“量子霸权，目前最强超算需要花费 10000 年的计算在量子计算机上只用 200 秒就够了” 。不过没多久这篇论文就被撤回了。

（ 利用可编程超导处理器实现量子优势 ）

虽说后来有人解释说是论文还在审查，被 NASA 提早发布了。可不是发了果照再撤回大家就能当没发生过。 又是最强又是霸权的，吃瓜群众早都兴奋了 。

连明年的美国总统候选人 Andrew Yang 都发声：世界上再没有破解不了的代码了。

霸权通常和地位联系在一起，像什么世界霸权，军事霸权，文化霸权什么的，很容易给人一种处在能够 *** 控、压制他人的强势地位的感觉。一听到 XX 霸权这样的词语，总会让我们心头一颤。

那这个“量子霸权”究竟霸了个什么权，对我们又有什么影响呢？

为了不让大家产生什么误解，先告诉大家结论： “量子霸权”和我们所理解的霸权根本不是一回事 ，而且就目前来看， 短时间内也不会对我们带来任何影响 。

“量子霸权”，翻译自 Quantum Supremacy ，最早出现在 《 MIT Technology Review 》( 麻省理工 科技 评论，是由麻省理工学院出版的杂志 ) 关于谷歌与 IBM 开展量子计算研究竞争的评述中。

他们认为， 当量子计算机发展到 50 量子比特的时候，就能实现 “ 量子霸权 ”，超过世界上任何传统计算机，能够解决传统计算机解决不了的问题 。

如果不是很了解量子的概念，大可以先把量子计算机当成一种先进的电脑，量子比特当成一种特别的比特。

大家都知道传统计算机是靠数字 0 和 1 的二进制进行存储和运算的，一个比特代表一个数，一堆比特就成了数据。量子比特则是可以同时表达 1 和 0 的另类。

我们把小黑胖比作比特，方便大家理解。

小黑胖可以吃鸡腿，也能啃猪蹄，但从常识来说，同一时间他只能吃其中一种。

但量子小黑胖就不一样了， 他能在吃鸡腿的同时也在啃猪蹄 ，如果不掰开他的嘴看看，你永远不知道他吃什么。

于是有人预言，当 50 个量子小黑胖一起吃东西时，就能吃掉不管多少个普通小黑胖都没法在一顿饭的时间里吃掉的肉山。

可谁也不知道那么多量子小黑胖在一起会不会打起来；会不会干脆打起来了麻将，不吃东西了。

于是大家决定， 如果谁成功凑齐这么多量子小黑胖并让他们吃掉那座肉山，就说他实现了“ 量子霸权 ” 。

事情就是这样

相信有差友都开始骂人了， 这是哪门子的“ 霸权 ”啊？

虽然不存在什么量子小黑胖，也没人能一边吃鸡腿同时啃猪蹄，更理解不了为什么掰开嘴之后里边只剩下了一种食物，但“量子霸权”就是这么回事。

谷歌针对某个问题，弄出了这么一台量子计算机。然后证明了在这个问题上最厉害的超算都算不过量子计算机。

不过天见可怜，估计评述的作者也想不到，他只是想感慨量子计算机的算力优势，没想到这个单词在中国朋友这还有这么复杂的意思。

其实让托尼来形容，估计也想不出啥准确的词，或许可以叫 “ 量子牛逼 ” ？

至于它的算力有多强，给大家举个栗子。

0 就像硬币的正面， 1 就像硬币的反面，传统计算机里面，每次抛硬币要么是正面要么是反面。

如果扔两枚硬币，传统计算机要像小孩子一样，同一时刻只能在正正、正反、反正、反反这四种状态中选一种。而量子不做选择，所有状态同时全都要。

可能差友对这种近乎耍赖的行为没什么概念，那我们再换颗实际点的栗子。

大家说好去找万匹丝，路飞坐船从东海出发，你鸣人却用多重影分身分头找。还敢说你鸣本开没开挂！

虽说不管多么复杂的算法，通过不断重复的计算都能得到答案，但是有些问题算起来就是成千上万年，得到答案的时候可能早都不需要了。

为什么现在的人工智能更像个人工智障，为什么人类迟迟破了不了基因的秘密，为什么邮递员的最短路线算不出来。。。 还不是因为算不过来 ！

但这些为什么大部分都会在量子计算下被摧枯拉朽地解决。

毫无疑问，现在的密码对上量子计算机的下场只有一个， 输的连裤衩都不剩 。

传统加密方式在挂壁面前毫无意义，个人的、银行的、机关的，就连区块链的秘钥被试出来也就是分分钟的事。。。

现有的加密算法

不过这是“ 现在 ”的密码系统对比有了完善算法的“完全体”量子计算机的情况， 现在真正意义上的量子计算机还没影呢 。

2000 年时 IBM 首席科学家迪文森佐提出了量子计算机应该满足的五条标准， 可现在还没谁能全部达标（ 包括谷歌这次 ） ，谷歌这次的算法和密码破解也没一毛钱关系。

算力会进步，加密方式也在变强。

512 位的 RSA 加密算法在 1999 年就被破解了。

768 位的 RSA 加密算法也只撑了 10 年 。

虽然目前广泛采用的 RSA 1024 还好好的，但居安思危，早有人提议启用 RSA 2048 ，甚至是 RSA 4096 。

就连数字证书中常用的 SHA-1 算法，在 2017 年也被谷歌破解。

但，目前为止也没见哪个国家的核d密匙被盗用。

退一万步 ，量子计算的对手也该是同样开挂的量子加密。

就像矛和盾，铁矛刺穿木盾当然毫不费力，但因此就说矛比盾强，边上的铁盾肯定不乐意。

道理是这么个道理，不过大家肯定还关心： 咱们国家有铁盾了没，厚实不？

虽然量子计算方面各国还是一个你追我赶的状态，但在量子加密领域我国可以说是一骑绝尘。

早在 2016 年，我国就已经把量子卫星“ 墨子号 ”送上天，并在 2017 年通过 “ 墨子号 ” 与奥地利科学家进行了量子加密的视频通话~

除了盾硬，矛也得造。政府的大力扶持， 科技 企业的不断投入， 我国在量子计算领域也稳坐第一梯队 。

阿里巴巴达摩院 2017 年就和中科院合作成立了 “ 中科院阿里巴巴量子计算实验室 ”，与一众 科技 巨头争夺 “ 量子霸权 ”。

华为投入研究量子计算之余，也在提升行业生态和人才基数：华为云提供云量子模拟，沃土计划培养未来量子计算人才。

“ 量子霸权 ”才是个开头呢，后面的 科技 竞争还需要源源不断的人才支撑。

托尼没这么大本事弄出一大块人才成长的沃土，但有平均水准超高的差友们啊！虽说没谁看这么篇文章就要努力研究量子 科技 去，但多少能让更多人知道量子计算是怎么回事。

哪怕只有一点点， 社会 关于量子 科技 的环境都在变好。

这就值了。

量子信息技术是用量子态来编码、传输、处理和存储信息的一类前沿理论技术总称。量子特有的多维性、不可分割性和不可复制性，使其突破了现有信息技术的物理极限和运算速度极限，在安全通信、加密/解密、新计算等方面具备巨大的发展潜力和应用前景。 量子信息技术主要分为量子通信、量子计算、量子测量三大领域，其中量子通信技术正进入快速产业化通道。

量子通信技术的国内外研究现状

量子通信理论最早起源美国IBM公司科学家Bennett等人提出的量子密钥分发协议（BB84协议）。 量子通信包括量子密钥分发、量子态隐形传输、量子密集编码、量子秘密共享和量子安全直接通信等理论。 其中基于量子密钥分发和量子态隐形传输的量子通信技术在实用化、商用化方面进展迅速，而基于量子密集编码、量子秘密共享和量子安全直接通信的量子通信技术则处于基础理论研究阶段。

量子通信技术是全球高度重视的战略性高新技术领域，各国研发投入巨大。 随着量子通信理论与技术的日益成熟，全球大规模量子保密通信网络开始迅速增长，美国、欧盟、英国、加拿大、日本、韩国等国纷纷启动各自的国家量子骨干网络建设计划，多个地区和国家相继建成了欧盟的SECOQC网、东京量子通信网等多个量子通信实验网络。我国也陆续出台了相关政策措施推动量子信息技术的发展，在量子通信领域的研发实力位于全球领先地位。

目前，我国在量子通信领域的典型成果有“墨子号”卫星和“京沪干线”。 2016年8月，全球首个量子科学实验卫星—墨子号发射成功，2017年8月“墨子号”提前完成预先设定的千公里级量子纠缠分发、星地高速量子密钥分发、地星量子隐形传态三大科学目标。2017年9月，全长2000多公里的京沪干线正式开通，是世界第一条实现了基于可信中继方案的远距离量子安全密钥分发的量子通信保密干线。

量子通信技术的应用前景

利用量子态和量子纠缠效应进行通信的量子通信具有绝对安全的确保通信不被监控和窃听的特点，在信息安全领域有着重大的应用前景。 量子通信技术不仅可用于军事领域的保密通信，还适用于任何涉密信息传输的政务、电信、金融、电力、税务等领域。

经过30多年的发展，量子通信已经从实验室阶段进入产业化阶段。 目前，量子通信技术已在国内多个行业领域开展应用。 金融领域，中国工商银行实现了网上银行京沪异地数据的量子加密传输；电力领域，国家电网实现了电力领域重要业务数据信息在京沪两地灾备中心之间的量子加密传输；政法领域，济南党政机关量子通信专网已经开始运营，服务于济南市的党、政、公安、司法机关。 随着量子通信技术的产业化和远距离广域量子通信网络的实现，量子通信作为信息安全的关键技术将走向大规模应用。

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文 / 工信部赛迪智库电子信息研究所 赵燕

编辑 / 高超

对。量子密钥分发是量子密码技术是利用量子态作为信息载体来进行信息交互的通信技术，是现代密码学重要的一个分支，而且随着量子计算机的研制，传统加密方法面临严峻挑战，量子加密实用化迫在眉睫。量子密钥是一串随机的字符串，长度也可随意设定，而且每次需要传输信息时都重新产生一段密钥。

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