为了证明中国科技不行，美国媒体努力了 | 袁岚峰_风闻

导读

　　被人横挑鼻子竖挑眼正是成功的标志，说明中国进入了量子计算的第一方阵。感谢《美国之音》，为我们做出了这个认证。

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　　本视频发布于2021年1月9****日，播放量已超七百万

　　最近，中国的量子计算机“九章”引起了世界轰动。论文发表在《Science》上，许多国际专家盛赞它在基础科学与实验技术上的突破。然而，也有一些媒体发出了酸溜溜的声音。

　　九章在《Science》上的论文

　　（https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1460.full）

　　例如最近《美国之音》说，“目前国际量子计算机界专家正在对中国相关论文的数据进行评价审查”。

　　《美国之音》报道标题

　　《美国之音》报道1

　　这话似乎是想引导读者以为，九章的数据还没有经过评审。实际上，在《Science》上发表之前，就已经有专家评审过了，否则怎么可能发出来？

　　《美国之音》还说，“中国在本月初宣布已成功打造出世界上最快、算力最强的量子计算机”，“中国官方媒体称这是中国‘里程碑式突破’”。

　　这话说的，好像九章的成果是中国官方媒体自封的似的。《Science》难道不是美国的杂志吗？《Science》上发表的文章，难道不是经过国际同行审稿的吗？

　　前面这些话术比较拙劣，稍微有点经验的读者都能看出来。然后《美国之音》说，“‘九章’速度遭质疑”，请了一位专家进行了技术性的讨论。这就不是人人都能理解的了，我来解读一下。

　　《美国之音》报道2

　　这位专家是一位真正的业界大牛、加州大学教授约翰·马蒂尼斯（John Martinis）。

　　约翰·马蒂尼斯

　　2019年，谷歌的团队在马蒂尼斯教授的领导下，第一个宣布实现了量子优越性，即量子计算机相对于最强的经典计算机的优越性。这台量子计算机叫做“悬铃木”（Sycamore），用的实验体系是超导线路，处理的问题是“随机线路取样”（random circuit sampling）。

　　谷歌论文图1对“悬铃木”量子计算机结构的演示

　　悬铃木取样200秒获得的数据，当时最强的经典计算机需要算一万年。虽然IBM有反对意见，说稍微改进一下算法，就能把经典计算机消耗的时间从一万年减到两天半，但两天半毕竟也比200秒长得多。所以科学界公认，谷歌确实实现了量子优越性。至于优势是多少倍，那是细节问题（量子霸权实现了吗？谷歌的“一万年太久”，IBM的“只争朝夕”，和中国的“百舸争流” | 袁岚峰）。

　　IBM指出：别忘了世界上有个东西叫做“硬盘”！把一部分数据放到硬盘上，稍微优化一下算法，就可以把时间从一万年缩短到两天半

　　现在我们来看，对九章的质疑究竟是什么。

　　“马蒂尼斯教授说，谷歌的计算机对错误十分敏感，不允许任何一个错误发生，所以这是一个很有力的证据，表明他们的计算机的复杂性是正确的。而中国的计算机，即使有错误，似乎仍然可以有信号出现。

　　马蒂尼斯教授表示，目前量子计算机界的很多同行正在对中国的‘九章’进行进一步讨论，这一最新的量子优势的论证工作尚无定论。他说，‘九章’的另一个明显劣势在于它不是一个‘可编程’意义上的计算机。”

　　《美国之音》报道3

　　乍看起来，马蒂尼斯似乎提了两个问题，第一个是结果可信度的问题，第二个是可编程的问题。但我很奇怪他为什么会提第一个问题，因为这个问题对专业人士来说是常识。

　　九章跟悬铃木判断自己结果正确的办法是一样的，都是对较小的体系跟经典计算机的结果对照，确认两者一致。然后把体系扩大到经典计算机算不动的程度，这时我们相信量子计算机的结果仍然是正确的。因此，九章和悬铃木的结果可信度相同。马蒂尼斯当然知道这个答案，他自己在悬铃木中就是这么做的，那他为什么还要问呢？

　　我的科大师弟、北京量子信息科学研究院研究员金贻荣博士，是一位活跃的量子信息研究者和科普作者。跟他交流以后，我明白了这是怎么回事：《美国之音》没有准确地表述马蒂尼斯的问题。

　　马蒂尼斯实际说的是，将来的通用量子计算机一定要能够纠错，而纠错就需要可编程（前谷歌量子优势之父，对中国“量子优势”的质疑来了（附5条QC准则））。九章不能编程，所以它不能纠错，将来做不到通用。

　　最终无论如何都需要做纠错工作，而纠错的必要条件就是可编程

　　也就是说，他这两个问题实际上是一个问题。《美国之音》听不懂这么专业的问题，所以把马蒂尼斯的话转了个乱七八糟。

　　我来问答一下这个问题。这实际上是这样一个选择：我们现在需要的是单项冠军，还是平庸的多面手？答案是单项冠军。

　　因为量子计算机本来就不可能成为全能的冠军。我们需要它，是因为它在某些方面能够成为冠军。也就是说，我们需要的是它的长板尽量长，而不是去补短板却没有特别长的长板。

　　具体解释一下。量子计算机不是对所有问题都优于经典计算机，而是只对某些特定的问题优于经典计算机，因为对这些问题有快速的量子算法（让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（四）量子因数分解与破解密码 | 袁岚峰）。这样的问题，包括因数分解和线性方程组求解等等。对于加减乘除等最基础的问题，我们并没有快速的量子算法，所以量子计算机就没有任何优势。

　　因此我们当前的主要目标，是对某些问题，即使这些问题没有实用价值，真正造出超越最强的经典计算机的量子计算机。这就是九章和悬铃木的成就（让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（五）在九章中介绍九章 | 袁岚峰）。而如果我们有一台可编程的量子计算机，它什么都能干，但什么都干得稀松平常，不能超越经典计算机，那么它的价值就小多了。

　　谷歌团队已经在用悬铃木做其他的问题，例如量子化学。但在那些问题上速度都不快，例如相当于1946年的电子计算机ENIAC。所以它能够实现量子优越性的问题仍然只有一个，就是随机线路取样。在这个意义上，悬铃木跟九章是一样的。

　　用悬铃木做量子化学计算，达到了1940年代计算机的水平（陆朝阳提供）

　　量子计算机有若干种技术方案，包括超导电路、光学、离子阱、核磁共振、金刚石色心、冷原子等等。马蒂尼斯当然可以强调超导的优点，同时其他人也可以讲其他路线的优点，大家并行不悖。例如潘建伟最近说：“其实对光的强度、相位、折射率、反射率等进行调制的话，就能可编程，我们希望能在2-4年里做这个事情。”（https://c.m.163.com/news/a/FV4GN7560514R9P4.html）

　　有些人把量子计算的技术路线之争当作正确与错误之争，认为一条路线成功了其他的就都是渣渣，这完全是误解。量子计算的研究领域非常广阔，很可能不同领域会有不同的最优方案。所以任何人在任何方案上取得进展，都是好事。如果一条技术路线能够包打天下，那才是令人奇怪的。一花独放不是春，百花齐放春满园。

　　实际上，以上这些都是专家内部的讨论。马蒂尼斯是首先称赞九章是一次“漂亮的”实验，然后提出了可编程的问题。这是很正常的讨论，专业人士都是欢迎的。

　　外行容易以为，有人对你的工作提出质疑就意味着他跟你是敌对关系。其实完全不是这样，我们经常是在肯定结果基本面的基础上，对细节或者远景提出探讨，这完全是善意的。甚至即使没有别人来提问题，我们自己也会提。我们写科学论文的时候，都有个discussion（讨论）部分，自己写出各种可能的质疑以及回答，做各种发散性的思考。

　　马蒂尼斯对九章的问题，就是这种善意的、专业的探讨。他提的都是专业的问题，而不是外行的问题，例如九章算不算计算机。

　　现在有不少外行认为，九章不是一个计算机，然后痛斥潘建伟是骗子。马蒂尼斯就不会提这种可笑的问题，因为九章跟悬铃木的工作方式是一样的，都是用量子力学的操作获得数据。如果九章不是计算机，那么悬铃木也不是计算机。

　　实际情况是，全球的量子计算研究者都认为悬铃木是计算机，也认为九章是计算机。对于专业人士来说，这根本不是个值得讨论的问题，它们当然是计算机！只有一瓶子不满半瓶子晃荡的人，才会以为自己发现了什么新大陆，大惊小怪地宣布九章不是计算机。

　　让我们回到《美国之音》的报道。在对所谓“中国官方媒体”含沙射影和拉马蒂尼斯的虎皮作大旗之后，这篇报道的最后一节达到了一个酸度值的高峰。这一节的标题是“美中量子博弈”，然后正文是：

　　“就在中国科学家在《科学》杂志上发表论文宣布已成功打造出‘九章’的同一天，由美国能源部费米实验室等研究机构组成的一个小组也宣布，美国科学家首次实现了持续的远距离量子传送。这篇发表在《物理评论（Physical Review）》杂志上的论文指出，这项研究成果可能为‘可行的量子互联网’奠定基础，可以‘改变数据存储和计算等多个领域’。

　　量子科技是美中两国近年来竞争最为激烈的领域之一。中国近年来在所有涉及科技领域的一系列重要决策中多次提及量子科技。”

　　让我来解读一下，这里提到的“远距离量子传送”是量子信息中的另一个重要技术“量子隐形传态” （让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（六）传送术与量子隐形传态 | 袁岚峰）。这一段是想说，中国你不要神气，美国也正在取得重要成果！这是一种典型的“找回场子”的思维方式。

　　实际上，我们对美国科学家的成果完全是欢迎的。不过这个场子找得并不是很有利，因为量子隐形传态正是一个中国走在世界最前列的研究领域。在这方面中国有许多更加重大的成果，例如首次实现多个自由度的量子隐形传态与首次实现地面到卫星之间的量子隐形传态。

　　星地量子隐形传态实验示意图

　　不过这些技术性讨论不是重点。重点在于，这一节隐含的思维模式是，一个国家的科技进步就是另一个国家的损失。中国进步了，他们就一面拼命贬低，一面描绘成对美国的威胁，崩溃论和威胁论轮着上。美国进步了，他们就狐假虎威。这幅挑拨离间、唯恐天下不乱的嘴脸，实在是格调太低了。

　　正确的理解是：科技是全人类共同的事业，各国的科学家都是在共同努力把科技推向前进。任何人对科技事业做出贡献都应该得到赞扬与尊重，而不是鼠肚鸡肠、恨人有笑人无。

　　最有趣的是，我们回想一下，以前我们落后的时候，对先进国家的报道是不是也经常是这副调调？酸溜溜地说人家的成果不重要，有疑问，再举出自己一个相关的成果，以显示自己并不落后。这个套路实在是太熟悉了。

　　所以真正的震撼在于：美国居然对中国开始用这个套路了，活久见啊！你也有今天！这正反证了九章的重要性和中国的进步。

　　从更大的格局看来，中国的科技成果遭到所谓“质疑”，至少说明中国的成果站到了舞台中央。怎么没人质疑英国的、法国的、德国的、日本的或者其他国家的量子计算成果呢？因为他们没有这么轰动的成果值得大家讨论。

　　在这个意义上，被人横挑鼻子竖挑眼正是成功的标志，说明中国进入了量子计算的第一方阵。感谢《美国之音》，为我们做出了这个认证。