TC分享第 252 期

2025 week 43

你永远会低估你一周可以做的事情，在这里记录一下我这周看到的好东西。有些链接可能需要科学上网。

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新闻思考

谷歌在 2025 年 10 月宣布，其量子芯片 Willow 结合一种名为 “Quantum Echoes” 的算法，成功实现了“首个可验证的量子优势”（verifiable quantum advantage），这一消息在全球科技界引发了广泛关注。所谓“量子优势”，指的是量子计算机在某类特定任务上超越经典计算机的性能，而“可验证”意味着这种超越不仅速度更快，而且其计算结果可以被可靠地检验与重复，从而在科学上更具说服力。这一突破标志着量子计算从“理论可能”向“实验可证”的重要跃迁。

与 2019 年 Google 宣称实现“量子霸权”的 Sycamore 实验相比，这次成果最大的不同在于“可验证性”。过去的实验虽然在速度上领先，但任务过于专门、结果难以验证，使得科学界对其结论存在保留。而这次的 OTOC（Out-of-Time-Order Correlator）算法不仅具有明确的物理意义，还能通过经典计算手段在较小规模上验证其结果，从而增强了实验的可信度。Google 表示，量子芯片 Willow 在执行这一算法时，比当今最快的经典超级计算机快约 13,000 倍，这一量级的差距足以让人重新思考量子计算的潜力。

从科研角度看，这一进展意义深远。首先，它推动了量子计算的验证体系建设，使量子实验不再依赖“信任”而转向“可证”。其次，这类算法与量子信息传播、材料科学、甚至高能物理中黑洞信息理论都有潜在联系，显示出量子计算不只是“更快的计算机”，而是一种全新的科学工具。Google 研究团队甚至提到，未来五年内，量子设备可能在分子模拟、化学反应建模等领域实现实际应用，这意味着量子计算正逐步从纯理论探索走向工程化落地。

不过，保持理性仍然必要。此次任务虽然展示了强大的性能，但依然高度专门化，距离可以解决通用问题（如天气预报或 AI 训练）尚有距离。量子硬件的错误率、量子纠错机制以及系统扩展性依然是制约发展的关键。与此同时，经典计算仍在进步——无论是通过改进算法还是开发专用芯片（如 AI 加速器和类脑计算），都在不断缩小与量子的差距。因此，这场竞争更像是“并行演化”而非“单方碾压”。

从宏观层面看，Google 的这一成果也可能加剧全球科技竞争。量子计算早已成为各国重点投资的战略领域，美国、中国和欧盟都在布局相关研发与产业化路线。可验证量子优势的实现，可能促使各方加快推进量子芯片、量子通信与量子安全领域的标准制定。特别是在信息安全方面，传统加密算法在量子时代的脆弱性将进一步凸显，“量子安全”加密体系的建设将成为国际合作与竞争的新焦点。

总的来说，这次突破是量子计算对于程序员和科研人员而言，理解量子算法、掌握量子编程接口、思考量子与经典计算的融合方式，或许正是为下一个十年做准备的最佳起点。发展历程中的一个关键节点。它让人看到量子计算机从“实验奇迹”走向“科学工具”的可行路径，也提醒我们：量子革命不会一夜到来，但正在稳步成形。