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本周三，英國(guó)《自然》(Nature)雜志刊登了谷歌在計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域取得的一項(xiàng)突破，打造出了第一臺(tái)能夠超越當(dāng)今最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)能力的量子計(jì)算機(jī)——“西克莫(Sycamore)”。該量子系統(tǒng)只用了 200 秒完成一個(gè)計(jì)算，而同樣的計(jì)算用當(dāng)今最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī) Summit 執(zhí)行，需要約 10000 年。由此，谷歌公開(kāi)宣布實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”(量子霸權(quán)是指量子計(jì)算擁有的超越所有經(jīng)典計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力)。
量子計(jì)算利好PoS，而摧毀PoW?
有分析認(rèn)為，谷歌量子計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用可以幫助改進(jìn)那些采用權(quán)益證明(PoS)加密貨幣的技術(shù)。
量子計(jì)算能夠創(chuàng)建真正的隨機(jī)數(shù)
PoS是一種區(qū)塊鏈共識(shí)算法，其中區(qū)塊鏈的區(qū)塊創(chuàng)建者以與其持有的權(quán)益成正比的概率被隨機(jī)挑選出來(lái)，而基于工作量證明(PoW)的數(shù)字貨幣算法則使用挖礦模式(如比特幣)。但是，PoS對(duì)隨機(jī)選擇的完整性提出了疑問(wèn)。
得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的量子理論家斯科特·亞倫森(Scott Aaronson)在 10 月 23 日對(duì)《財(cái)富》雜志說(shuō)，量子計(jì)算可以減少PoS懷疑論者的懷疑，因?yàn)椤傲孔影詸?quán)”實(shí)驗(yàn)可以產(chǎn)生可證明的隨機(jī)數(shù)。他先前在個(gè)人博客上寫(xiě)道：
“基于采樣的量子霸權(quán)實(shí)驗(yàn)幾乎可以立即重新用于生成比特(在計(jì)算假設(shè)下)，這些比特可以被證明是隨機(jī)的。反過(guò)來(lái)，這可能適用于PoS加密貨幣和其他加密協(xié)議。我希望不久的將來(lái)會(huì)發(fā)現(xiàn)更多這樣的應(yīng)用。”
Google量子項(xiàng)目向邱奇-圖靈論題(The Church-Turing thesis)發(fā)起挑戰(zhàn)
10 月 23 日，Google發(fā)布了其量子霸權(quán)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，這一結(jié)果得到了Aaronson的同行評(píng)審。在實(shí)驗(yàn)中，“ Sycamore”量子計(jì)算機(jī)花了 200 秒的時(shí)間對(duì)一個(gè)量子電路的一個(gè)實(shí)例進(jìn)行了 1 百萬(wàn)次采樣。相比之下，IBM的超級(jí)計(jì)算機(jī)Summit(據(jù)稱(chēng)是迄今為止功能最強(qiáng)大的計(jì)算機(jī))將需要運(yùn)算10， 000 年。
Google指出，它的實(shí)驗(yàn)是針對(duì)擴(kuò)展的Church-Turing論文(也稱(chēng)為可計(jì)算性論文)的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)，該論文聲稱(chēng)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)可以有效地執(zhí)行任何“合理的”計(jì)算模型。 Google在專(zhuān)門(mén)的博客文章中解釋了：
“我們首先運(yùn)行 12 到 53 量子位的隨機(jī)簡(jiǎn)化電路，以保持電路深度恒定。我們使用經(jīng)典模擬檢查了量子計(jì)算機(jī)的性能，并與理論模型進(jìn)行了比較。驗(yàn)證系統(tǒng)正常運(yùn)行后，我們運(yùn)行了 53 量子比特且深度不斷增加的隨機(jī)硬電路，直到達(dá)到經(jīng)典模擬變得不可行的地步。 [...]在無(wú)法在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上合理模擬的第一個(gè)量子計(jì)算中，我們開(kāi)辟了一個(gè)新的計(jì)算領(lǐng)域，可供探索。”
比特幣受到影響嗎?
對(duì)于量子計(jì)算的最新進(jìn)展可能危及比特幣(BTC)的安全性這一個(gè)觀點(diǎn)，Bitcoin Core前開(kāi)發(fā)人員彼得·托德(Peter Todd)潑了一盆冷水。托德總結(jié)說(shuō)，僅憑量子計(jì)算的巨大使用成本就能使比特幣擺脫這種潛在的麻煩。對(duì)于谷歌所謂的“量子霸權(quán)”， 10 月 23 日他在推特上表示，
“這沒(méi)有任何意義，因?yàn)镚oogle的量子突破是針對(duì)量子計(jì)算的原始類(lèi)型，而這種類(lèi)型遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到打破密碼學(xué)的水平。我們甚至都不知道是否有可能擴(kuò)展量子計(jì)算機(jī)。 添加量子比特很有可能會(huì)帶來(lái)成倍的成本增長(zhǎng)。”
以太坊創(chuàng)始人Vitalik Buterin在谷歌宣布“量子霸權(quán)”之后也進(jìn)行了評(píng)論。他表示，
“到目前為止，我對(duì)量子霸權(quán)理論的一句話印象是，它對(duì)于真正的量子計(jì)算就像氫彈對(duì)于核聚變一樣。這證明了一種現(xiàn)象和從這種現(xiàn)象中獲取力量的能力是存在的，但離直接投入使用還有很長(zhǎng)的路要走。”
谷歌實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”?競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手IBM發(fā)文反駁
對(duì)于谷歌在《自然》雜志上宣稱(chēng)的“已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)”，谷歌在量子計(jì)算領(lǐng)域的最大對(duì)手之一IBM立即發(fā)布博文表示質(zhì)疑。IBM直言，“按照‘量子霸權(quán)’的最嚴(yán)格定義，這一目標(biāo)尚未實(shí)現(xiàn)。”
IBM的研究人員指出，谷歌所謂“最先進(jìn)的超級(jí)計(jì)算機(jī)大約需要 1 萬(wàn)年”完成的任務(wù)，在一個(gè)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的理想模擬，只需要2. 5 天，而且保真度要高得多。這實(shí)際上還是對(duì)一個(gè)保守的、最壞情況的估計(jì)。谷歌在進(jìn)行比較時(shí)，未能充分考慮“大量磁盤(pán)存儲(chǔ)”。
博文還援引“量子霸權(quán)”提出者普瑞斯基爾最近的觀點(diǎn)稱(chēng)，這個(gè)詞“加劇了對(duì)量子技術(shù)現(xiàn)狀的過(guò)度炒作”，并且“通過(guò)與‘白人至上(white supremacy)’的聯(lián)系，喚起了一種令人厭惡的政治立場(chǎng)”。
IBM方面認(rèn)為，“霸權(quán)”一詞正在被幾乎所有人誤解，類(lèi)似“實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)”的“標(biāo)題黨報(bào)道”會(huì)不可避免地誤導(dǎo)公眾。根據(jù)最嚴(yán)格的定義，這一目標(biāo)尚未實(shí)現(xiàn)。
IBM在博文中還表示，量子計(jì)算機(jī)永遠(yuǎn)不會(huì)‘凌駕’于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)之上，而是與它們協(xié)同工作，因?yàn)閮烧叨加衅洫?dú)特的優(yōu)勢(shì)。
