就在你們打生打死的時(shí)候，人類文明的突變“奇點(diǎn)”已經(jīng)來臨

周末了，不聊那些煩心事了，想說點(diǎn)正面的。克里米亞遭遇最大規(guī)模襲擊、敘利亞老總統(tǒng)哈菲茲·阿薩德被開棺毀墓、尹錫悅在韓國國會(huì)執(zhí)政、在野兩黨的聯(lián)合攻擊下左支右拙……這些看上去很熱鬧的地方，恰好體現(xiàn)了人類文明的最短之處，不能代表人類進(jìn)步的最新方向。

在看過了本周發(fā)生在地球上的人性惡之后，我甚至開始覺得，用文明來形容人類，也許都是一種褻瀆。不過，人類社會(huì)的復(fù)雜性在于，就在一些地方打生打死的時(shí)候，在另一些地方卻爆發(fā)出閃耀的光芒，正如茨威格所說，那是人類群星閃耀的時(shí)刻。

這樣的時(shí)刻又一次出現(xiàn)了。12 月 10 日，谷歌在官網(wǎng)上發(fā)布了其量子計(jì)算的最新進(jìn)展，推出了名為 Willow 的量子芯片。這枚芯片是人類在量子計(jì)算方面達(dá)到的最新成果，各種技術(shù)指標(biāo)反正我也看不懂，總結(jié)下來就是兩句話：第一，算力驚人；第二，達(dá)到了實(shí)用化程度。

怎么個(gè)算力驚人？量子計(jì)算機(jī)基本原理是利用量子比特間的 “糾纏” 效應(yīng)，在同一時(shí)刻進(jìn)行數(shù)十億次的并行運(yùn)算，從而在處理復(fù)雜計(jì)算任務(wù)時(shí)比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更具優(yōu)勢。

因此，Willow 芯片的計(jì)算速度是目前最快超級(jí)計(jì)算機(jī)的 1 萬億億倍，可以用不到 5 分鐘的時(shí)間，就能夠完成一個(gè)基準(zhǔn)測試任務(wù)，而即使是如今最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)，完成同樣的計(jì)算任務(wù)也需要花費(fèi) 102?年。打了個(gè)比方說，如果用現(xiàn)在最先進(jìn)的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)來計(jì)算的話，會(huì)比迄今為止宇宙誕生的時(shí)間還要長！

更重要的是，與之前其他國家進(jìn)行的量子計(jì)算研究不同，這枚芯片已經(jīng)滿足了實(shí)用化的要求，成為具有劃時(shí)代意義的產(chǎn)品，主要原因在于兩個(gè)方面。

第一，在量子糾錯(cuò)方面取得突破，意味著更為穩(wěn)定的性能。谷歌的研究解決了量子計(jì)算領(lǐng)域近 30 年來一直在研究的量子糾錯(cuò)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。通常情況下，量子比特易與環(huán)境快速交換信息，導(dǎo)致計(jì)算所需信息難以保護(hù)，使用的量子位越多，錯(cuò)誤越多，但 Willow 芯片卻恰恰相反，使用的量子位越多，減少的錯(cuò)誤就越多，系統(tǒng)的量子性能就越好，這一成果被稱為 “低于閾值”，為實(shí)用的大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)鋪平了道路。

第二，其設(shè)計(jì)架構(gòu)和原理，實(shí)現(xiàn)了小型化和模塊化。在不到4平方厘米的芯片上，容納了105個(gè)量子位的強(qiáng)大算力，還運(yùn)用了模塊化設(shè)計(jì)理念，通過將多個(gè)量子比特模塊進(jìn)行組合和連接，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模量子計(jì)算系統(tǒng)的構(gòu)建，提高了量子計(jì)算的擴(kuò)展性、穩(wěn)定性和可靠性，有助于未來連接更多硬件和運(yùn)用場景。

當(dāng)今世界，已經(jīng)進(jìn)入到人工智能時(shí)代。人工智能的發(fā)展，比拼的是高質(zhì)量的信息量、算法以及算力。文明水平的層次高低，已經(jīng)不再是傳統(tǒng)機(jī)械化時(shí)代的物理和化學(xué)指標(biāo)，而是所擁有的算法和算力的高低。

Willow 芯片的誕生代表著谷歌在量子計(jì)算領(lǐng)域的重大突破，展示了美國在前沿科技領(lǐng)域的強(qiáng)大創(chuàng)新能力和深厚技術(shù)積累。擁有這樣先進(jìn)的量子芯片技術(shù)，能夠在全球科技競爭中占據(jù)制高點(diǎn)，彰顯國家的科技實(shí)力和國際地位，使美國在量子計(jì)算這一關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域保持領(lǐng)先優(yōu)勢。

實(shí)際上，世界上其他國家也在大力發(fā)展量子計(jì)算。

韓國科學(xué)技術(shù)院的研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出全球首個(gè)量子計(jì)算機(jī)芯片，三星和 LG 等企業(yè)已開始布局量子科技，未來有望在智能手機(jī)、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域通過量子計(jì)算實(shí)現(xiàn)飛躍發(fā)展。

德國漢堡率先啟動(dòng)了 “量子創(chuàng)新之都” 項(xiàng)目，推動(dòng)量子技術(shù)研發(fā)和商業(yè)落地；

英國與澳大利亞合作開發(fā)量子教育課程，打通從基礎(chǔ)知識(shí)到實(shí)際應(yīng)用的學(xué)習(xí)路徑，培養(yǎng)量子計(jì)算人才；

加拿大組建了量子工業(yè)部，以推動(dòng)量子技術(shù)研發(fā)和商業(yè)落地；

澳大利亞研究人員成功研制出全球首款可重新編程的基于光的量子處理器，通過最小化光損失提升量子計(jì)算效率與可擴(kuò)展性，有望在安全數(shù)據(jù)傳輸與傳感應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破；

印度理工學(xué)院孟買分校與塔塔咨詢合作，建造印度首個(gè)量子鉆石微芯片成像儀，將量子鉆石顯微鏡與人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的軟件成像相結(jié)合，用于半導(dǎo)體芯片的非侵入性和非破壞性測繪，提高電子設(shè)備的能源效率。

中國是唯一能夠跟美國pk的國家。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研發(fā)的 “九章三號(hào)” 量子計(jì)算原型機(jī)，在求解高斯玻色取樣問題上展現(xiàn)超越傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)一億億倍的算力，并優(yōu)化光量子路徑提高運(yùn)行效率。

本源量子等企業(yè)推出504量子比特的超導(dǎo)量子計(jì)算芯片“驍鴻”，并基于該芯片設(shè)計(jì)出新一代超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“天衍504”。在量子芯片生產(chǎn)線上中國也取得顯著進(jìn)展，完成超 1500 批次的流片作業(yè)，為量子芯片的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行探路。

不過，兩者的差距依然巨大。谷歌的最新芯片已經(jīng)接近于實(shí)用化應(yīng)用，而無論是“九章三號(hào)”還是“驍鴻”，都還處于原型機(jī)和實(shí)驗(yàn)階段。

美國的可怕之處在于，除了谷歌之外，還有其他機(jī)構(gòu)同時(shí)在進(jìn)行相關(guān)研究，體現(xiàn)了市場機(jī)制的強(qiáng)大而靈活的創(chuàng)新能力。IBM在量子糾錯(cuò)和算力方面取得重要突破，發(fā)布的 433 量子比特芯片 “魚鷹” 刷新了行業(yè)記錄，通過模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)量子芯片規(guī)模的靈活調(diào)整，推進(jìn)量子計(jì)算的商業(yè)化應(yīng)用。

英特爾則與荷蘭量子計(jì)算公司 QuTech 合作，推出基于硅芯片的可編程雙量子計(jì)算，采用自旋量子單元，不需要極低溫等苛刻環(huán)境條件即可運(yùn)作。目前英特爾正努力在單一芯片上集成更多量子比特，長遠(yuǎn)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)單芯片擁有百萬個(gè)量子比特及常溫量子的通用計(jì)算，一旦實(shí)現(xiàn)也很恐怖。

顯然，圍繞著下一代人工智能，人類金字塔頂端的國家正在展開一場競爭，沒有硝煙，也沒有炮聲隆隆，然而卻更為激烈。在算法和算力面前，贏家通吃，一步落后就將步步落后。而算法和算力的革命性進(jìn)展，在谷歌willow出現(xiàn)之后，就像迎來了一次文明突變的“奇點(diǎn)”時(shí)刻，正如當(dāng)年蒸汽機(jī)對(duì)馬車、電氣化對(duì)機(jī)械化、原子能對(duì)化學(xué)能、信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)媒體一樣，具有劃時(shí)代的意義。