把硬币抛到半空的那一秒,我突然懂了量子计算

上周在南京逛科技展,挤在一群举着手机的大学生后面,盯着玻璃柜里那个比我家台式机主机还小的银灰色盒子看了十分钟。旁边的保安大哥凑过来问,这玩意儿真能算得比超级计算机快?我当时没答上来。

之前刷到过太多关于量子计算的通稿,要么是拽一堆听不懂的术语,要么是吹得像能马上颠覆世界的黑科技,我总觉得隔着一层。直到那天站在展柜边,跟穿格子衬衫的工程师唠了半小时,才突然摸到点实在的门道。

你以为的“算得快”,根本不是量子计算的核心

好多人第一次听量子计算,第一反应是“哦,就是把普通电脑的CPU超频,跑得更快对吧?”

根本不是。

别听那些科普里拽什么叠加态,你就把它想成你抛硬币那半秒——硬币还在空中转的时候,你说它是正面?不对。反面?也不对。它同时是俩状态,直到你伸手接住摁在桌上,它才会变成其中一个确定的数。普通的电脑,每一次运算只能拿一个确定的数算,就像你抛一次硬币落下来,记一个数,再抛一次,再记一个,一步步算。量子计算不一样,它能在硬币还在空中转的那半秒,同时把所有可能的状态都算一遍。

普通二进制计算与量子叠加态对比示意图
普通二进制计算与量子叠加态对比示意图

我之前也觉得这东西离我十万八千里,直到工程师跟我唠,说现在制药行业的人疯了一样盼着这东西落地。为啥?比如你要研发一款能精准杀特定癌细胞的药,得找能刚好嵌合到癌细胞蛋白缝隙里的分子结构对吧?普通计算机要算的话,得把亿亿种分子结构挨个试一遍,就像你要在南京城所有的梧桐树里找一片带特定虫洞形状的叶子,你得一片一片摘了看,从中山陵走到新街口,再走到江湾,走到你头发都白了可能都找不全。量子计算不一样,它能同时把所有可能的分子结构都“抛一遍硬币”,几秒钟就能把匹配的那几个筛出来。

现在吹得神乎其神的“量子霸权”,其实离实用还差着十万八千里

说实话,我之前刷到好多营销号,说什么量子计算已经能取代普通电脑了,再过两年你家的笔记本都要换成量子的。

扯什么淡。

你凑到展柜边仔细看,那个核心的量子芯片,周围缠着一圈又一圈的管线,整个设备是个要把温度降到比外太空还低的稀释制冷机——稍微有点风吹草动,哪怕是旁边有人走过去带了点振动,那枚“在空中转的硬币”直接就掉地上了,算出来的结果全是错的。现在全世界能稳定操控的量子比特数也就刚破千,还要天天跟各种干扰因素死磕,离能日常用的程度,差着好几个技术迭代的阶段呢。

稀释制冷机内部量子芯片接线实拍图
稀释制冷机内部量子芯片接线实拍图

好多人看完展追着工程师问,那我以后能不能用量子电脑打游戏?

别想了。

真的,你让它算个蛋白质折叠的结构它是一把好手,你让它算你今天要刷的短视频时长?它连普通电脑的零头都赶不上。就像你不会用手术刀切菜,也不会用炒菜锅做手术对吧?工具的属性不一样,硬吹成万能的,不是坏就是蠢。

那个98年的工程师说的话,我到现在都记得

那个98年的工程师说的话,我到现在都记得
那个98年的工程师说的话,我到现在都记得

那天散场的时候我跟他顺路走了一段,他刚毕业两年,手上还攥着半瓶没喝完的冰可乐,说他刚进实验室的时候,导师跟他说,别想着现在做的东西能马上落地。

我们现在做的,就相当于计算机刚发明的时候,那个占了整个房间的埃尼阿克——你让当时的人想现在大家揣在兜里的手机能刷短视频能点外卖,他们也觉得是天方夜谭。哪有什么凭空掉下来的黑科技啊,都是一群人蹲在实验室里,对着那团要冻到接近绝对零度的芯片,一点点调参数,改bug,慢慢攒出来的。

那天南京的风已经有点秋天的意思了,路边的梧桐树飘了点絮在他肩膀上,我突然就不觉得之前那些看不懂的术语有距离感了。之前总觉得前沿科技是飘在天上的东西,跟我们普通老百姓没关系,其实哪是呢?它就是一群普通人,熬着夜,吃着食堂的饭,一点点把那些听起来像科幻的东西,往现实里拽。

前几天跟一个做互联网的朋友吃饭,他说大家现在都在等量子计算出来,把现在的加密算法全破了,到时候又是一波新的创业机会。我当时笑了笑,没接话。

你说真到那一天的时候,最先被改变的,可能根本不是什么互联网行业,是制药,是材料,是那些我们现在觉得要花几十年才能啃下来的硬骨头。比如能把二氧化碳直接转成燃料的催化剂,比如能把电池容量翻十倍的新材料,这些东西,可能等量子计算真的稳定下来的时候,就都不是什么难题了。

昨天刷到那个工程师的朋友圈,他说今天实验室的制冷机又出问题了,折腾了一下午,晚饭就吃了个煎饼果子。

我给他点了个赞。

作者|科技

排版|科技

审核|柚子

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