矢野壽彥：全新數位社會的大門正在被打開。美國谷歌10月23日宣佈，通過正在開發中的量子電腦成功演示了「量子霸權」。這可以説是電腦科學的巨大里程碑。這種超越人工智慧（AI）的技術創新，未來或許會給我們帶來無法想像的衝擊。

 

谷歌量子電腦的一個元件（照片由該公司提供，reuters）

 

       在當今的數位社會，不管是聲音、文本、圖像還是遺傳基因，任何資訊都可以數值化為「0」或者「1」，然後通過電腦進行計算和處理。

 

      正如曾經的超級電腦性能在智慧手機實現一樣，在最近半個世紀，電腦取得了顯著的進步。這得益於半導體的性能在1年半時間裏倍增的摩爾定律。但是，電腦的基本原理自電腦之父阿蘭·圖靈（Alan Turing）提出以來一直沒有變。

 

       谷歌開發的量子電腦利用量子力學這一甚至困擾過愛因斯坦的物理力量。借助只在原子和電子等微小世界發生的現象，能使搭載於光粒子上的資訊瞬間達到地球的另一面，還能在密碼被破解的瞬間刪除資訊。

 

       應用於電腦的話，則不再是0或者1，而是處於「既是0也是1」的狀態，瞬間完成計算。

 

       據谷歌發佈的消息，此次實現53個「量子比特」，解開了超級電腦再怎麼進步也很難解開的問題，證實了量子霸權。

 

       3年半之前，使用深度學習的AI在圍棋比賽中擊敗了世界最強專業圍棋選手，令全世界震驚。之後，AI迅速進化和普及，不僅改變了産業和金融行業，還改變了教育、就業和政治的應有狀態。

 

       如果説AI是軟體的革命，那麼此次的量子霸權應該是硬體的革命。

 

       要通過AI掌握社會上充斥著的大數據、「預測」未來的話，目前的計算能力跟不上需求。數據中心的巨大化以及隨之而來的能源消耗量的爆炸式增長就是具體表現。

 

 

       量子電腦擁有超強計算能力，甚至令現有的電腦被稱為「傳統電腦」。如果量子電腦得以實現，與AI協作所産生的破壞性創新的威力將十分驚人。

 

       當然量子電腦並不是馬上就能投入實用，谷歌「成功演示量子霸權」解開的還只是無用的課題。電腦行業的盟主、與谷歌競爭開發量子電腦的IBM批評谷歌發佈的論文過度誇大。

 

谷歌開發的量子電腦與該公司CEO桑達爾·皮查伊（照片由該公司提供，reuters）

 

       量子比特的狀態會在瞬間崩壞。也容易發生錯誤。如何才能使其保持穩定並不斷修正錯誤呢？要實現量子電腦，還需要解決很多必須突破的技術課題。即使進展順利，估計也需要花上20~30年的時間。

 

       而且，計算對象也存在合適與否的問題，量子電腦並不是在所有用途中都會超過超算。估計個人電腦和智慧手機未來不會被量子電腦取代。

 

       儘管如此，谷歌的成果在控制不可思議的量子世界、為此前不清楚能否真正實現的量子電腦鋪平技術道路方面，仍然意義重大。

 

 

       與最近幾年的AI技術競爭一樣，今後中美兩國無疑會加快量子電腦的技術開發步伐。美國制定了國家戰略，除了谷歌和IBM之外，新創企業等也在推進相關研發。中國方面，阿里巴巴集團和華為技術被認為正積極致力於這方面的研究，似乎與中國科學院等機構開展了相關合作。

 

       其實，在日本，以NTT等企業為中心，量子研究在2000年之前也很盛行，一直走在世界前列。可以稱為上一個里程碑的「一個量子比特」，就是東京大學教授中村泰信首次實現的，當時他在NEC擔任研究員。與落後一大截的AI競爭相比，日本在量子研究方面依然擁有可以大顯身手的技術基礎。

 

       日本經濟新聞（中文版：日經中文網） 矢野壽彥

 

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