美國(guó)谷歌量子人工智能實(shí)驗(yàn)室近日在《自然》雜志發(fā)表研究論文，宣布其開(kāi)發(fā)的“量子回聲”算法在量子計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了“可驗(yàn)證的量子優(yōu)勢(shì)”。這一突破被視為量子計(jì)算向?qū)嶋H應(yīng)用邁出的關(guān)鍵一步，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為未來(lái)五年內(nèi)或?qū)⒊霈F(xiàn)基于量子計(jì)算的實(shí)用技術(shù)，但學(xué)界對(duì)此仍存在不同聲音。

量子優(yōu)勢(shì)是指量子計(jì)算機(jī)在解決特定問(wèn)題時(shí)展現(xiàn)出的超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力。谷歌此次的突破核心在于算法的可驗(yàn)證性——通過(guò)“威洛”芯片運(yùn)行的“量子回聲”算法，其計(jì)算速度較美國(guó)“前沿”超級(jí)計(jì)算機(jī)的最佳經(jīng)典算法快約1.3萬(wàn)倍，且結(jié)果可在同等量子設(shè)備上復(fù)現(xiàn)。研究團(tuán)隊(duì)比喻稱，這如同從聲吶探測(cè)沉船模糊輪廓，升級(jí)為能清晰讀取船體銘牌的技術(shù)飛躍。

這并非谷歌首次宣稱量子突破。2019年，該團(tuán)隊(duì)曾用53量子比特的“西克莫”處理器完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需萬(wàn)年完成的計(jì)算任務(wù)；2024年12月，其研發(fā)的“威洛”芯片更宣稱能在5分鐘內(nèi)完成經(jīng)典計(jì)算機(jī)需10的25次方年才能完成的運(yùn)算。盡管技術(shù)參數(shù)不斷刷新，但學(xué)界始終質(zhì)疑：量子計(jì)算機(jī)能否從實(shí)驗(yàn)室走向真實(shí)場(chǎng)景？

研究團(tuán)隊(duì)與加州大學(xué)伯克利分校的合作實(shí)驗(yàn)提供了應(yīng)用場(chǎng)景。他們通過(guò)量子計(jì)算增強(qiáng)核磁共振技術(shù)，成功獲取了分子結(jié)構(gòu)的更精細(xì)信息，相關(guān)實(shí)驗(yàn)已發(fā)布在預(yù)印本平臺(tái)。團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人哈特穆特·內(nèi)文樂(lè)觀預(yù)測(cè)，五年內(nèi)量子計(jì)算將在藥物研發(fā)（如分析藥物與靶點(diǎn)結(jié)合機(jī)制）和材料科學(xué)（如分析聚合物、電池組件分子結(jié)構(gòu)）等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)實(shí)際應(yīng)用，稱其為“量子鏡”技術(shù)——如同望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡拓展人類視野，量子計(jì)算將揭示此前無(wú)法觀測(cè)的自然現(xiàn)象。

然而，部分學(xué)者對(duì)這一時(shí)間表持謹(jǐn)慎態(tài)度。紐約大學(xué)量子物理學(xué)家德萊斯·澤爾斯指出，盡管論文對(duì)經(jīng)典算法進(jìn)行了嚴(yán)格測(cè)試，但尚未排除存在更高效算法的可能性，“目前證據(jù)不足以支撐如此大膽的預(yù)測(cè)”。達(dá)特茅斯學(xué)院量子物理學(xué)家詹姆斯·惠特菲爾德也認(rèn)為，技術(shù)進(jìn)步雖顯著，但立即解決具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的問(wèn)題“仍顯牽強(qiáng)”。

量子計(jì)算的探索始于1981年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主理查德·費(fèi)曼的構(gòu)想。四十余年來(lái)，全球科學(xué)家在量子比特操控、糾錯(cuò)技術(shù)等領(lǐng)域持續(xù)突破，但通用量子計(jì)算機(jī)的實(shí)用化仍面臨算法優(yōu)化、設(shè)備穩(wěn)定性等多重挑戰(zhàn)。谷歌此次的突破為量子計(jì)算實(shí)用化提供了新路徑，但從技術(shù)演示到商業(yè)落地，仍需跨越理論驗(yàn)證與工程實(shí)現(xiàn)的鴻溝。