【白夜谈】现在是投资量子胎教的好时机了吗？

前几天谷歌官方公布，确认他们的量子计算机原型实现了“量子霸权”。

“量子霸权”（Quantum Supremacy）听起来很科幻，很炫酷。想象力丰富的人现在可能已经满脑子都是科幻片里的火花闪电和时空穿梭了。

不过实际上，突破的过程非常……平淡。可以理解为一个怪模怪样的量子计算机和普通的超级计算机一起算数，算着算着发现普通超级计算机跟不上了，就说明“量子霸权”实现了。

然后呢？

如果在未来几个月或者几年里，谷歌的这项研究经受住了各方面的质询和考验，那么就说明，量子计算机的技术道路确实能走通，也确实比现在的计算机技术性能更高。我们可能从此打开了一扇通向未来的大门。自动驾驶汽车，人工智能管家，科幻小说中描绘的那种便利生活，将离我们越来越近。

坐在我们办公桌上的传统计算机，在过去几年里发展已经逐渐减慢。电子芯片的生产技术，正在逼近物理意义上的极限。为了提升芯片的性能，必须缩小晶体管原件的体积，增加单位面积晶体管的数量。晶体管其实就是一个开关。当这个开关栅极厚度小于5纳米的时候，就会失去作用，电流会从一边直接“穿透“到另一边，整个电路也就无法工作了。

量子计算机采用完全不同的计算原理，突破了传统计算机的物理局限，也大大提升了运算速度。用谷歌的实验做例子，一台算力为54 qubit（qubit是量子计算机的一个基本信息单位）的量子计算机原型，用200秒左右的时间完成了一套指定的计算。根据谷歌的说法，同样的计算任务交给现在最强大的传统超级计算机，需要大概算上10000年左右。

反过来说，这也意为着所有以传统电脑作为假想敌的加密技术，都会遇到严峻的挑战。

我们在今天享受着移动支付的便利，放心地将现金存入银行，变成存折和手机App里的数字。没有人会想：“万一有黑客入侵银行，改了我存款的余额怎么办”。一个最主要的原因，就是现在的加密技术对于传统计算机来说是“不可破解”的。

如果不考虑用户自己粗心大意丢失了密码或者给主动给骗子转账这种情况，想要暴力破解银行常用的256位加密技术加密过的密钥，理论上需要50台传统超级计算机3000亿亿亿亿亿亿（3x10^51）年的时间，比宇宙的历史还要长几十个数量级。

但是量子计算机却可以做到传统计算机做不到的事情。根据一个比特币社区的推算，现在剩下的比特币用传统计算机还可以挖130多年，但是套用谷歌的研究数据，量子计算机可能两秒左右就能完事，不但影响到了现在的区块链技术生态，也威胁到了包括银行加密体系在内所有的加密技术。

当然，现在说量子计算机将要改变世界，还为时尚早。谷歌这项研究的论文早在一个月前就短暂地在NASA网站上露过脸，从那时起，对于这项研究的质疑就没有停过。IBM的研究人员就认为，谷歌夸大了量子计算机的效率，谷歌声称“传统计算机要算上10000年”的任务，其实只要两天半的时间就够了。以太坊和《比特币杂志》的联合创始人Vitalik则认为，虽然人类早就发明了氢弹，但是离实现可控核聚变依然十分遥远。隐晦地表示量子计算机可能还在“氢弹”的阶段。

谷歌坚定地认为他们实现了量子计算的突破，但其实对量子计算机的前景也十分谨慎和保守。他们觉得量子计算机不太可能走进千家万户，成为普通的计算设备，只会在特定的领域——比如加密和通讯——上发挥功效。

同样的，也不能低估量子计算机对人类社会可能的影响。如果从“大过滤器理论”出发，量子计算机无论成功还是失败，都可能是一个人类历史的转折点。

恩利克·费米在一次闲聊时提出了“费米悖论”。他觉得，我们的宇宙无限广大，又十分古老。从概率的角度来说，应该有很多智慧生命。但是人类到目前为止，还没有和任何外星文明接触过。

从费米悖论出发，物理学家罗宾·汉森提出了“大过滤器理论”：宇宙中的生物发展到一定阶段，就会遇到一个巨大的阻碍，导致他们无法突破自己星球的束缚，发展成宇宙文明。这个阻碍，就被称之为“大过滤器”。

这个“过滤器”可能发生在智慧生物发展的任何阶段。恐龙在地球上发展了一亿六千万年，却只能靠天吃饭。人类不到两百万年的历史，已经建起了高楼大厦，造出了汽车飞机，甚至到达了月球。乐观的估计是，我们祖先幸运地学会了使用工具，已经突破了智慧文明发展最困难的一关，我们总有一天会突破地球的束缚，成为宇宙文明。美好的明天正等待着我们。

但是悲观地看，“大过滤器”可能还在人类历史的前方。在气候变迁，核战争，甚至突如其来的小行星撞击面前，人类似繁荣先进的文明完全不堪一击。

从这个角度，在毁灭人类的大灾难到来之前，每一项技术突破，都可能是最后关头的救命稻草。未来的人类不管是通过脑机接口生活在虚拟世界中，还是终于研究出了可控核聚变跃升成为宇宙文明，量子计算机的实现和应用，都是这些可能性的开端。

距离谷歌发布“量子霸权”的论文已经过去将近一周，一切似乎也没有什么不同。从理查德·费曼在上世纪80年代提出量子计算的设想到今天已经过去了三十多年，关于量子计算机的设想也一直没有停止过。当量子计算机超越传统计算机的这一刻真正来临的时候，总让人有一种说不出的漂浮感：我们所期盼的一切，真的就这样实现了？