㈠ 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操控、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弹密匙被盗用。
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。
㈡ 量子计算商业化，还需跨越技术关卡和规模困境
自1982年物理学家理查德•费曼首次提出如何利用量子力学的特性来彻底改变计算以来，量子计算就成为人们最为看好的技术之一。拥有高出普通计算机数十甚至数百倍算力的量子计算机，是吸引了无数 科技 公司、大型学术团体以及各国政府的研究热点。 各公司 ，甚至 各国 都将注意力集中于量子计算系统远超当纤世灶今“经典”计算系统的优势，即实现所谓的“量子优越性” 。
然而，尽管谷歌在两年前就宣称已经达到这一里程碑，但量子优越性的实现并没有解决一个经返滚典计算机不可能解决的实际问题，且IBM和其他公司很快表明，可以通过对经典计算机进行调整来抵消谷歌量子计算系统的一些所谓优势。
量子力学是物理学中研究亚原子粒子行为的一个分支，而运用神秘的量子力学的量子计算， 则超越了经典牛顿物理学极限的特性，对于实现计算能力的指数级增长则成为 科技 界长期以来的梦想 。
经典计算机以比特（bit）作为存储的信息单位，比特使用二进制，一个比特表示的不是“0”就是“1”。但是，在量子计算机里，情况会变得完全不同，量子计算机以量子比特（qubit）为信息单位，量子比特可以表示“0”，也可以表示“1”，还可以做到“既1又0”，这意味着，量子计算机可以叠加所有可能的“0”和“1”组合，让“1”和“0”的状态同时存在。
也就是说，经典计算机中的2位寄存器一次只能存储一个二进制数，而量子计算机中的2位量子比特寄存器可以同时保持所有4个状态的叠加。当量子比特的数量为n个时，量子处理器对n个量子位执行一个操作就相当于对经典位执行2n个操作，这使得量子计算机的处理速度大大提升。 与传统计算机相比，量子计算机能够实现算力呈指数级规模拓展和爆发式增长，形成 “ 量子优越性 ” 。
量子计算 除了 实现 算力的提升外的 另一核心优势 ，就 是 降 低能耗 。众所周知，在经典计算机中，能耗是一大技术难题。处理器对输入两串数据的异或操作，而输出结果只有一组数据，计算之后数据量自然也会减少， 根据能量守恒定律，消失的数据信号必然会产生热量 。
因此，经典计算的集成度越高，散热越困难。随着摩尔定律渐近极限，以后的计算能力的提高只能依靠堆积更多的计算芯片，这将导致更大的能耗。
但量子计算中，输入多少组数据输出依旧是多少组数据，计算过程中数据量没有改变，计算过程也就没有能耗。 这 意味着，只有在最后测量的时候产生了能耗。而经典计算在每一个比特的计算过程中都将产生能耗 。
在提高算力和降低能耗的开源节流的核心优势下，量子计算必然是摆脱当前计算机产业发展技术路径与颠覆未来的新技术。
当前，针对一些传统行业来说，大量研发环节所面临的计算压力已经显现，尤其那些在分子领域进行研发的产业，以现有人类 科技 的计算能力，所消耗的时间和成本巨大，比如，生物制药、化工、能源等；还有另外一些本就对计算能力要求较高的 科技 行业，亦是量子计算实现商业应用的领域，比如，搜索、数字安全、人工智能、机器学习以及当前大火的元宇宙等。
毋庸置疑，如果没有量子技术这种超运算的技术，这些产业和领域将很难依靠当前的芯片以及计算机运算技术来处理庞大的数据， 并且实现数据超远距、超高速、超安全的传输、计算与应用。
以计算化学为例，模拟一种相对基础的分子（如咖啡因）将需要一台10的48次方比特的传统计算机，这相当于地球上原子数量的10%。而模拟青霉素则需要10的86次方比特——这个数字比可观测宇宙中的原子数量总和都要大。传统计算机永远无法处理这种任务，但在量子领域，这样的计算则成为可能。
当前，量子计算越来越受到重视。作为打破摩尔定律、实现计算机算力指数级增长的新兴技术，吸引了无数 科技 公司、大型学术团体为其投入。
事实上，尽管对量子计算行业未来的预测各不相同，但几乎所有观点都认为其规模将是巨大的 。正如量子信息跟踪网站 “量子计算报告”的运营者道格·芬克（Doug Finke）所说：“我毁扮认为量子计算的市场到2025年前后能达到10亿美元，且可能在2030年前达到50-100亿美元。” 后者的价值相当于今天高性能计算市场的10%-20%。根据霍尼韦尔（Honeywell）的估计，未来30年量子计算的价值可能达到1万亿美元。
基于量子计算的广阔市场前景，也就不难理解为什么量子计算的商业化能能吸引到大量公共和私人的投资 。 主流风投以及大公司已经开始押注私人量子计算公司。 Google、IBM、Honeywell 这样体量的公司正在大量投资量子计算，包括自研、私募股权投资、合作等手段。最近的一份报告称，仅2021年，就有超过10亿美元的私人投资用于量子计算研究。
其中，大多数项目、公司处于早期阶段，多为种子轮、A轮，甚至是孵化/加速状态。值得注意的是，投资量子计算的主体有很大特殊性，由于量子计算的超强计算能力、量子密码构成的通信网络的加密性，“国家队投资”在其中扮演了不可或缺的推动力量。
事实上，除了主流投资机构、大型公司参与到了其中，类似美国 DOE、CIA、NASA、加拿大 STDC、澳大利亚电信等“国家队”角色起到了不小的助推作用。 它们以捐赠、投资、孵化等形式推动量子计算的科研和商业化。例如谷歌的量子计算项目之一则涉及与 NASA 合作，将该技术的优化能力应用于太空旅行。
此外，美国政府准备投入约12亿美元到国家量子计划（ NQI）项目中。该项目在2018年末正式启动，为学术界和私营部门的量子信息科学研发提供总体框架。英国国家量子技术计划（NQTP）于2013年启动并承诺在10年内投入10亿英镑，目前该计划已进入第二阶段。
对于我国来说，尽管 我国 科技 公司相比美国进入量子计算领域时间较晚，但近年来行业领军公司和科研院所也开始陆续在量子计算领域进行布局 。2021年“两会”期间，量子信息技术首次被提及，成为了中国面向“十四五”重点突围的核心技术之一，同时也是“国家安全和全面发展”的七个战略领域之一。
科技 巨头方面，腾讯于2017年进军量子计算领域，提出用“ABC2.0”技术布局，即利用人工智能、机器人和量子计算，构建面向未来的基础设施。华为于2012年起开始从事量子计算的研究，量子计算作为华为中央研究院数据中心实验室的重要研究领域，研究方向包括了量子计算软件，量子算法与应用等。阿里则通过建立实验室进行以硬件为核心的全栈式研发，另一方面是构建生态，与产业链的上中下游的合作伙伴 探索 落地应用。
可以看见，不论是 科技 公司、初创公司，都对量子计算寄予厚望且满怀热情。
量子计算的颠覆性是可预见的，但是，想要量子计算真正投入到有用的生产生活中，仍有一段距离。由于技术仍处于开发阶段，当量子 科技 从学术落地到企业商业化过程中时，该行业依然存在技术突破、规模量产难走的现实困境。
当前，量子计算商业化仍停留在技术 探索 阶段 。尽管目前，量子计算已经在理论与实验层面取得了一些重大突破，包括美国、欧洲、中国在内的一些国家，都在量子技术层面取得了不同的突破与成就，也有了一些相应的商业运用。 但目前这些商业运用都还处于早期阶段，或者说是处于技术的 探索 运用阶段。
比如，量子比特需要量子相干性以形成量子纠缠，这相当于经典计算机需要有增益的晶体管。但如何实现大规模和相干性则是量子计算机系统面临的最大挑战。这些问题即使在理论上也是难以解决的，因为量子信息无法被复制，而量子计算机中的子系统相互纠缠，这导致所有设计都要以全局的角度来思考。
并且，目前还不完美的量子计算机还需要获得更多改进。浅量子电路需要更高的栅极保真度和更多稳定性以限制去相干。量子退火机器则需要在连接性，控制精度和相干时间方面得到改进。
从商业化角度来说，目前量子 科技 赛道的企业几乎没有实现累计盈利。 由于技术壁垒较高，企业研发投入动辄高达数十亿，产品却依旧不断试错中，商业化难以开拓。以IonQ为例，作为一家专注于量子计算的独角兽公司，根据该公司发布的财务数据，2019年、2020年，该公司实现收入20万美元、0美元，而净亏损分别为892.6万美元、1542.4万美元，商业化程度极低，投入资金大部分为研发费用。
道格·芬克追踪了200多家量子技术初创企业 后 ，预计绝大多数在10年内将不复存在，至少不复以目前的形式存在 。他表示：“可能会有一些赢家，但也会有很多输家，有些将倒闭，有些将被收购，有些将被合并。”
可以看剧，尽管目前的量子计算技术获得了一系列的突破，也处于不断突破的过程中，世界各国政府也都非常重视，并投入了大量的财力、人力，但距离真正的规模性商业化还需要一段路要走。 规模商业化需要的是对技术稳定性的要求，这与实验性与小规模应用有着本质的区别 。
目前量子计算技术面临的核心问题还是在实证物理阶段的困扰，在理论物理阶段已经基本成熟，但进入实证物理阶段的时候，我们需要的是让这个难以琢磨以及极为不稳定的量子纠缠能够成为一种可掌握的“稳定性”技术。
总体而言，量子计算的未来是乐观的，关于量子计算商业化的一切都才刚刚开始。到目前为止，我们可能只发现了量子计算的冰山一角，无论量子计算的首个实际应用是出于哪个 科技 企业，还是来自试图应用这项技术的其他数据服务公司、银行、制药公司或制造商，这场关于量子计算的竞赛都已经开始。
㈢ 比特币价值将归零谷歌计划2029年前量子计算商用化
（思进注： 1994年，数学家Peter Shor公布了一种量子算法，该算法可以打破最常见的非对称密码算法的安全性假设。这意味着拥有足够大量子计算机的任何人，都可以使用此算法通过公钥反算出私钥，从而伪造任何数字签名。这是否意味着比特币将会被量子计算机crack down…… 事实上，中心化的密钥体系PKI，确实会有这个风险，因为大多数应用是CA+10的6次方。海量反编译，是可以推算出中心密码本的！也就是说，伪造PKI数字签名是有可能的， 拭目以待吧……再转发下文，和大家分享……）
谷歌计划2029年前量子计算商用化，比特币价值将归零？
作者 | 新浪 财经
来源 | 华尔街见闻
量子计算何以对比特币构成威胁？
在解释这个问题前，需要先了解以下几个知识点。
经典计算机采用二进制，用0和1构建了底层代码的一切。量子计算机可以同时储存和表示0和1叠加态。比特币挖矿基于计算一种名为SHA-256的哈希函数（一种函数算法，把任意一个字符串输入SHA-256函数，都会输出一个256位的二进制数）的正确值。每一个比特币用户在注册的时候，系统都会生成一个随机数，再对这个随机数进行SHA256再进行hash160，产生一个叫做私钥的字符串。作为数字签名。私钥可以对一串字符进行加密。而公钥可以把私钥加密之后的数据进行和解密。加密和解密的钥匙不一样的这种加密方式，称之为非对称加密。通过公钥反算不出私钥。如果私钥遗失，那么拥有者的比特币就无法取出。
基于上述原因，由于SHA-256的正确值十分难计算，数量有限的比特币才会变得极为稀缺和珍贵。同时由于经典计算机无法通过公钥反算出私钥，私人拥有的比特币才无法被他人获得。
但在1994年，数学家Peter Shor公布了一种量子算法，该算法可以打破最常见的非对称密码算法的安全性假设。这意味着拥有足够大量子计算机的任何人，都可以使用此算法通过公钥反算出私钥，从而伪造任何数字签名。
故而，在量子计算面前，比特币的挖矿将变得轻而易举，通过公钥也能反算出私钥。这令比特币变得不再稀缺，也不再安全。
同时意味着比特币的共识将产生崩塌，比特币的价值也将趋零。
关于量子力学，广为人知的还有光的波粒二象性、观测者效应，和一个著名的思想试验——薛定谔的猫。
量子世界是如此不合常理，以至于它曾令说出“上帝不会掷骰子“爱因斯坦，都感到困惑不解。
无论如何，量子计算机的出现，对经典计算机形成了巨大挑战。而随着量子计算研究进程的递进，比特币的破解，或许在2029年前就将成为可能。
谷歌的量子计算进程如何？
早在2019年，谷歌发表在《自然》杂志上的论文称，其开发的54比特（其中53个量子比特可用）超导量子芯片“Sycamore”，对53比特、20深度的电路采样一百万次仅需200秒，最强的经典超级计算机Summit要得到类似的结果，则需要一万年。基于这一突破，谷歌宣称实现了“量子霸权“。
而近日在 Google I/O 大会上，领导谷歌 Quantum AI（量子 人工智能）团队的的科学家Hartmut Neven表示，谷歌计划在2029年前建造数十亿美元的量子计算机并将其正式商用。
谷歌的目标是建造有着100万个量子比特的计算机。不过，谷歌同时表示，首先需要减少量子比特产生的错误，然后才能考虑将1000个量子比特一起构建为一个逻辑量子比特。这将为“量子晶体管”打下基础，“量子晶体管”是未来量子计算机的基础。目前谷歌的量子计算机只有不到100个量子比特。但要知道，互联网诞生至今不过52年，第一台通用计算机诞生至今不过75年．
谷歌目前正在加利福尼亚州扩建一个新园区，用以专注于量子计算方面的研究工作，扩建工程将于2020年底正式完工。
在量子计算领域大举投资和押注的公司，除了谷歌，还有IBM、D-Wave Systems、霍尼韦尔（Honeywell）。
IBM Research总监Dario Gil曾表示，2023年将是量子计算大面积使用的转折点，届时将能通过软件实时查看和更新量子计算的状态，而不再是通过以往的硬件调整。
高德纳咨询公司 （Gartner）副总裁Chirag Dekate表示，过去五年中，量子计算的创新速度超过了此前的30年，他还预计到2025年，将有近40%的大公司制定量子计算计划。
关于对抗量子计算，目前已出现量子密码学的相关研究。一个名为The Open Quantum Safe （OQS）的开源项目已于2016年启动，目标为开发抗量子的密码形式。
㈣ 量子计算机太强大了，可以预测未来
量子计算机，划时代的科技产物，现在越来越接近我们的生活，它的算力超级强大，远远不是传统的计算机可能比拟的，甚至可以计算模拟原子级别的粒子行为，那假如我们的模型足够精细，岂不是可以计算出万物的演化，这不就能预测未来了么？如果这样，我们也不用请先生算八字了。
量子计算机现在发展到什么程度了？
谷歌公司研制出一种量子计算机，它在200秒内完成的计算传统计算机需要一万年才能完成，这种翻天覆地的差别，让我们对新技术充满敬畏。量子计算机拥有普通计算机无法完成的算力就是所谓的“量子霸权”，已有科学家宣称发现了对于随机数因子计算的差异性，来证明量子霸权确实存在。
为什么量子计算机计算速度这么快？
这要从计算机的原理来看，传统计算机一个存储位可以存储0或者1两者之一，那么八个存储位的每一位都是0或者1，但是存储的数是确定唯一的，比如说：8位存储为01101110 代表十进制数字110。而对于量子计算机，每一位存储的是0和1共存的形态，可以理解为一个位存储了两个数，那么8个存储位就存储了2的8次方个数字，这样的算力比就是2的8次方比1，差距很大，并且随着比特位的增加，差距成指数级的增长，如果有合适的算法和硬件结构，那么造成的就是指数级的算力差别。
一个250个存储位的量子计算机，可以存储2的250次方个数据，比宇宙中的现存所有的原子数量还要多。
那么展开想象，假如我们有这么250位的量子计算机，又有合适的算法和硬件基础就可以模拟宇宙从诞生开始的演化过程，宇宙的成长和消亡以及每一个小事件都可以预测，包括每个人的一生。
但是这实现起来并不容易，或者说是几无可能：
首先，能量不足——因为量子计算机虽然算力强大，耗时很短，但是相应的消耗的能量会比传统计算机高很多，如果这么高级别的计算，所需要的能量恐怕地球甚至太阳系都提供不了。
第二，模型不精确——宇宙的起始我们只有一些物理学家的推测，但是奇点到底是什么样子，到底如何演化还是没有很清楚，所以计算模型无法精确建立。
第三，不确定性因素很多——即使模型精准，能量足够，宇宙演化到有意识的生命出现就无法进行模拟，比如我们人类是有思想的，下一秒的行动是无法进行预测的，下一分钟我要吃一个苹果还是不吃，都是按照自己临时的想法决定的，一个决定的不同对整个环境都有强烈的影响，类似于蝴蝶效应。
这么想来，量子计算机再厉害，也算不出我们的人生。