量子计算机何时能用？乐观预计至少五到十年，国内多是大忽悠

我好人二三搅

量子计算机“九章”的余热仍在。最近，中科大潘建伟团队的朱晓波教授在济南人工智能创新应用先导区高端峰会上，谈了全球量子计算的研究进度问题。



2020年12月4日，中国科技大学宣布，潘建伟和陆朝阳团队构建出76个光子的100个模式的量子计算原型机“九章”。报道中称，在某些问题的计算上，九章比“世界第一超算”日本富岳快100万亿倍，比谷歌在2019年发布的量子计算原型机“悬铃木”快100亿倍。
但九章很快引发北大涂传诒院士等人的质疑，认为九章还远没到能用于计算的水平。此后讨论持续了数个月。
在量子计算机的研发路线上，朱晓波表示主要有超导、半导体量子点、线性光学和离子阱几个方案。谷歌采用的是超导方案，中科大九章采用的是光量子方案，另外也在做超导体方案，距离谷歌大概有1-2年差距。



量子计算机何时可以进入实用阶段？朱晓波表示，人们乐观的估计是5-10年。
朱晓波表示，量子计算有两个核心指标：一个是实现了多少量子比特的纠缠，另一个是有多少保真度。后者决定是否能“量子纠错”，这是量子计算的必要步骤。而保真度高于99.4%，就是这些量子比特可用的临界点。
目前在全世界范围，只有谷歌能实现53个量子比特、99.45%保真度的量子纠缠。然而，国内公司常喜欢称自己实现了多少量子比特的纠缠，对保真度却避而不提，这对公众是一种误导。某种程度，这也是一种忽悠。
而中科大的进度是，能实现60个比特、99.5%的纠缠，略比谷歌强一点，但因为目前还没解决量子比特的读取问题，所以还未发表。
那么，量子计算机何时能达到实用阶段？朱晓波预计，以中科大的研究速度，5年内能实现1000个量子比特纠缠、99.5%的保真度。这将进入量子模拟应用的阶段，是“量子计算最重要的里程碑。”10年内，可以实现100万个量子比特纠缠、99.8%的保真度，就可以用来求解很多量子化学的实际问题了。
量子计算机的运算速度远快于经典计算机，因此被称为“量子计算优越性”（量子霸权）。但这些算法还没发现任何使用价值。朱晓波说，谷歌的悬铃木计算机，具有优势的算法，同样没找到任何使用价值。



谷歌CEO桑达尔·皮查伊在美国加州圣芭芭拉实验室的一台谷歌量子计算机旁

目前看来，量子计算机对世界将有一次严重的冲击，是能够破译RSA加密算法。这是一种非对称算法，原理是分解大数的质因子非常困难，算出质因数的乘积却很容易。如果量子计算机能够破译RSA算法，将颠覆全世界的密码体系，届时人们不得不选用另一种加密方式。
对于这个时间点，朱晓波表示，“达到2000万个量子比特纠缠的时候，可以破译RSA-2048算法，用时大概8小时。”从现在来看还遥遥无期。