quantum-supremacy，翻譯過來就是“量子霸權”。量子霸權這個概念次其實由來已久，後來經過一位叫做約翰·普雷斯基爾的美國理論物理學家的推廣而火了。約翰·普雷斯基爾最早就預言說一個擁有超過50個量子比特的計算機，在處理某些問題的時候就能超過所有的經典數字計算機，到那時候就可以稱之為量子霸權的時代。不過約翰·普雷斯基爾看到如今量子計算機龜速一般的進展，他覺得自己的話說的有點太滿了，於是就次一級的換了一種說法，即：不久的將來人類能用上含噪聲的中型量子（nisq）技術。如果約翰·普雷斯基爾來到葉華的科技彆墅莊園，看到地下庫的這台已然滿足迪文森佐五大標準的量子計算機，估計回頭就會寫一篇糾錯性質的文章，重新高舉“量子霸權”的時代已經降臨。量子計算機的出現並不會瞬間為世界帶來天翻地覆的變化，但它在高精尖科技研發領域的作用也是無可估量的。葉華已然確定了量子計算機的十大應用場景。【數字型量子模擬與模擬型量子模擬】，葉華要模擬人體基因陣列圖譜，量子模擬應用必須得涉及，缺其不可。另外九大應用場景分彆是量子優化器、量子硬件測試平台、量子退火、抗噪量子回路、量子深度學習、量子矩陣求逆、量子推薦係統、量子半定規劃、量子加速。觀摩許久的北川綾子忍不住好奇的道：“量子計算機近些年非常火熱，似乎有一位美國的科學家說具備50到100個量子比特的量子計算機也許就能執行超越當前經典數字計算機能力範圍的任務，我看新聞說穀歌已經做到了72個量子比特了，你的怎麼才64位…”“蛤？聽你的意思是看不起咯？居然敢……我看你是欠日！”葉華頓時不滿的看著她。“對呀，人家早就想飽食終日呢。”北川綾子笑盈盈的望著她，一顰一笑千嬌百媚的，滿滿的帶著挑釁的味道。看她這般，鉤太直了，葉華才不上她得當，收回目光嗬嗬的道：“那幫媒體人懂什麼？也就你信了，穀歌做到了72個量子比特，量子霸權到來了嗎？好像也沒聽穀歌說過進行了大的質因數分解了？”北川綾子反駁道：“你怎麼就知道了？也許穀歌內部已經做到了呢？隻是為了商業保密而已，就像你一樣。”葉華淡定的笑道：“穀歌是上市公司，要是真的有這麼大的突破，絕對會在第一時間公布最新研製成果以推高市值。”看到北川綾子無言以對卻又噘嘴的樣子大有理不直氣也壯似的，葉華本想說服她，但想想好像也沒必要啊。她不是這方麵的專業人才，而量子力學這門科學本身就玄乎其玄的，和一個內行人交流隨便一個量子分支學科都能聊個三天三夜，何況對一個外行人？葉華確認所有數據和設備運行正常之後，大手一掃關掉了跟前的所有全息浮空屏，轉身對她說道：“你去把急救醫療箱給我帶來。”北川綾子不知道他要醫療急救箱做什麼，但也走出了地下室前去取來。望著她消失的方向，葉華收回目光繼續工作。對於女人，也許說不服她，但是可以日服的啊。正所謂江河日下，曠日持久，如日方升。說起來穀歌做到72個量子比特的消息，這裡麵很大程度都是半懂不懂的媒體或炒作、或誤導的結果，隻能騙騙不明真相的吃瓜群眾了，普雷斯基爾說的50~100個量子比特指的是能夠同時進行並行運算的量子比特，也就是量子邏輯比特。這其中涉及到了一個“量子編碼”的問題，因為所有用量子比特進行計算都是基於概率的，這就存在一個誤差，所以就需要犧牲更多的量子比特來糾錯。所謂“量子編碼”因此也叫“量子糾錯碼”，而穀歌所謂的72個量子比特隻是物理層麵的，把每一個量子比特放在那兒可以放的更多，但如果不能進行邏輯運算放再多也沒什麼卵用。而在邏輯比特層麵，穀歌搞的那個72個qubit就相當於9個邏輯比特，因為需要每8個為一組湧來糾錯，每一組其實就隻有1個邏輯比特了。即便如此準確度也不能達到百分之百，因為隻要用了“量子糾錯碼”就意味著穀歌研製的量子計算機沒有解決迪文森佐標準第四條，即：要有一種解決有效退相乾的辦法。而葉華現在打造的這台量子計算機已然滿足迪文森佐五大標準，是一台真正意義上的量子計算機，這64比特指的是能夠同時進行並行運算的量子比特，對應的則是穀歌的9個量子比特，而穀歌對應的72個qubit，葉華這台量子計算機則是128個qubit。imb公司公布的qubit數量也很多，但實際上的邏輯qubit大概隻有6個左右。穀歌用每8個一組來糾錯，準確度也就70~80%左右，也就是邏輯門的保真度了，他必須要這麼乾，實際上糾錯組越多就越靠近正確答案，但永遠不能保證100%準確，這是個硬傷，當下全世界的量子計算機研究機構，除了葉華解決了退相乾這個硬傷，沒人能解決。至於葉華研製的這台量子計算機是用什麼來做量子比特，當然是用量子的某個雙態係統了，就是用一個光子的兩個自由度來做兩個qubit。64個量子比特就是64個光子，也就是128個qubit，並且他們相互糾纏，術語叫做ghz態，這是一種特殊的量子糾纏。想要用多量子的ghz態其實是一件非常困難的時期，葉華用的64個光子，是用這些光子的動量、軌道角動量這兩個自由度完成了128個qubit的ghz態製備和表征。實際上許多歐美的物理學家認為用線性光學來做量子計算機的道路是走不通的，就是直接用光子的偏振、角動量、軌道角動量這些來做量子比特。但潘建偉教授的團隊率先實現了用光子的偏振、動量和軌道角動量三個自由度完成了ghz態的製備和表征。葉華直接完成了兩個自由度的ghz態的製備與表征。至於為什麼說難，難到走不通，是因為太難集成了，做個試驗需要一大堆設備來保證光子的相乾性和壽命。事實上也確實如此。彆墅地下庫裡，葉華研製的這台量子計算機的體格就極其龐大，其中耗費了很多的設備和資源，就是為了保證光量子的相乾性和壽命問題。光子是很脆弱的，單個光子碰到哪兒都能被吸收了，所以想要做成千上萬個qubit並實現集成小型化，以現有的技術手段和材料幾乎是不可能的。不能進行集成，也就意味著無法普及民用。葉華其實有辦法來保護光子的相乾性和壽命問題，那就是通過“場”來解決，不過他現在並沒有這麼做，那會耗費他更多的時間和精力去搞新技術的突破，新材料的製備等等。他並沒有忘記自己搞這個最初是乾什麼的，僅僅是為了模擬自身的基因陣列，獲得完整的基因圖譜而實施可控變異而已。現在有一台量子計算機能用了，就行了，以後的事情以後再說。歐美人覺得不行，但是潘建偉教授就另辟蹊徑，光子多了不好集成，但是可以用一個光子的多個自由度來做量子比特啊，這就是潘建偉教授的厲害之處。這並非是葉華最想搗鼓出來的，他隻不過是再進一步。這種方法確實可行，就是代價高了一些，但對於葉華來說，隻要做到50~100個，能夠運算，造出一台量子計算機就足夠了。……