被过度神话的量子计算研究，到底走到哪一步了
上周跟中科大做量子的师弟吃火锅，啤酒碰了三杯，他直接拍着桌子吐槽。外面把量子计算吹得快要上天，好像明天就能把所有超算送进博物馆，颠覆整个互联网，结果天天泡在实验室里的人，还在跟那该死的噪声死磕。
九章二号量子计算原型机实验室实拍图
要做能解决任意问题的通用量子计算，必须过量子纠错这道坎。一个有用的逻辑量子比特，需要上千个物理量子比特来堆，容错纠错。现在全世界最领先的团队，也就攒出来几千个物理比特，掰手指头算，也就够出几个能用的逻辑比特。你要想破解现在常用的RSA加密，那得上百万个物理比特堆出来才行。
说实话，现在说这个，还早得很。很多营销号说的“量子颠覆密码学”，十年内能摸到边就算烧高香了。
量子计算模拟新冠病毒蛋白酶结构成果图
前几年IBM就和药企合作，用量子计算模拟了新冠病毒主蛋白酶的结构，给药物研发指明了方向。国内团队也做了很多类似的尝试，比如模拟锂电池的电极材料反应，找更高能量密度的新材料，还有帮化工行业找更高效的催化剂，这些都已经出了不错的成果。
还有量子机器学习，现在很多小模型的训练，已经能看到量子加速的效果了，未来大模型如果碰到算力瓶颈，说不定量子能接上力。还有量子密码，现在量子密钥分发已经有实际能用的网络了，这个其实已经落地了，只不过很多人不知道而已。
别被风口迷了眼，量子计算需要冷板凳
现在整个行业热得发烫。美国几年前就通过了量子战略法案，砸了上千亿人民币进去，我们国家也把量子计算研究放在了核心技术突破的位置，互联网大厂、科研院所都在招人。
热是好事，但热也容易出泡沫。你刷短视频说不定都见过什么量子按摩、量子能量水杯，几十块上百块卖给你，说能调理身体，这不纯纯扯吗？跟量子计算半毛钱关系都没有，就是蹭概念割韭菜。就算是正经行业里，也有不少包装出来的项目，拿个原型机就吹“即将商用改变世界”，骗投资的也不在少数。
如果你是学生，想进这个领域，我挺支持的。现在不管是做硬件的量子比特制备，还是做算法做应用，缺口都大得很，找工作不难，工资也不低。但你得做好坐十年冷板凳的准备，这不是那种三两年就能出大成果赚快钱的领域，很多人一辈子可能就啃一个难题，啃出来就是大突破，啃不出来也在给后人铺路。
如果你是投资者，别信那种“一年盈利三年上市”的鬼话，能沉下心做基础研究，一步一步优化比特数量和保真度的团队，才值得投。
我挺认同我那个师弟说的话，现在量子计算研究，才刚走完万里长征第一步，刚跨过了雪山草地，离终点还远着呢。但你不能因为远就说这条路走错了。当年第一台晶体管计算机出来的时候，占了一整个屋子，算力还不如你现在手上的智能手表，谁能想到今天这个样子？
今天我们在实验室里磨的每一个比特，解决的每一个小问题，都是在给未来的大突破打基础。慢慢来，不急。对吧？
量子计算研究离真正落地还有多远
2019年谷歌公布悬铃木，2020年我们的九章原型机出来，整个圈都炸了。原来真的能做到量子优势——就是同一个特定问题，量子计算机算得比全球最快的超算还快。很多人看完新闻直接就说，通用量子计算马上来了。 可你知道吗，现在我们处在的是NISQ（含噪声中等规模量子）时代。说白了就是，量子比特数量上来了，但质量不行。退相干这个老问题，到现在还没完全解决。环境里一点点振动，温度飘个零点几度，量子态直接就没了，计算结果错得离谱。九章二号量子计算原型机实验室实拍图
要做能解决任意问题的通用量子计算，必须过量子纠错这道坎。一个有用的逻辑量子比特，需要上千个物理量子比特来堆，容错纠错。现在全世界最领先的团队，也就攒出来几千个物理比特，掰手指头算，也就够出几个能用的逻辑比特。你要想破解现在常用的RSA加密，那得上百万个物理比特堆出来才行。
说实话，现在说这个，还早得很。很多营销号说的“量子颠覆密码学”，十年内能摸到边就算烧高香了。
现在的量子计算研究，已经能做什么了
不过话说回来，不是非要等通用量子计算机做出来，量子计算研究才有用。现在NISQ设备，已经能搞定不少传统计算机搞不定的事儿了。 最被看好的方向，就是模拟分子和新材料。你想啊，分子本身就是量子级别的结构，传统计算机用经典方程去模拟大分子的量子态，算力根本不够，复杂一点的蛋白质结构直接就算不动了。量子计算机天生就是跟量子系统打交道的，刚好匹配。量子计算模拟新冠病毒蛋白酶结构成果图
前几年IBM就和药企合作，用量子计算模拟了新冠病毒主蛋白酶的结构，给药物研发指明了方向。国内团队也做了很多类似的尝试，比如模拟锂电池的电极材料反应，找更高能量密度的新材料，还有帮化工行业找更高效的催化剂，这些都已经出了不错的成果。
还有量子机器学习，现在很多小模型的训练，已经能看到量子加速的效果了，未来大模型如果碰到算力瓶颈，说不定量子能接上力。还有量子密码，现在量子密钥分发已经有实际能用的网络了，这个其实已经落地了，只不过很多人不知道而已。
别被风口迷了眼，量子计算需要冷板凳
别被风口迷了眼，量子计算需要冷板凳
现在整个行业热得发烫。美国几年前就通过了量子战略法案，砸了上千亿人民币进去，我们国家也把量子计算研究放在了核心技术突破的位置，互联网大厂、科研院所都在招人。
热是好事，但热也容易出泡沫。你刷短视频说不定都见过什么量子按摩、量子能量水杯，几十块上百块卖给你，说能调理身体，这不纯纯扯吗？跟量子计算半毛钱关系都没有，就是蹭概念割韭菜。就算是正经行业里，也有不少包装出来的项目，拿个原型机就吹“即将商用改变世界”，骗投资的也不在少数。
如果你是学生，想进这个领域，我挺支持的。现在不管是做硬件的量子比特制备，还是做算法做应用，缺口都大得很，找工作不难，工资也不低。但你得做好坐十年冷板凳的准备，这不是那种三两年就能出大成果赚快钱的领域，很多人一辈子可能就啃一个难题，啃出来就是大突破，啃不出来也在给后人铺路。
如果你是投资者，别信那种“一年盈利三年上市”的鬼话，能沉下心做基础研究，一步一步优化比特数量和保真度的团队，才值得投。
我挺认同我那个师弟说的话，现在量子计算研究，才刚走完万里长征第一步，刚跨过了雪山草地，离终点还远着呢。但你不能因为远就说这条路走错了。当年第一台晶体管计算机出来的时候，占了一整个屋子，算力还不如你现在手上的智能手表，谁能想到今天这个样子？
今天我们在实验室里磨的每一个比特，解决的每一个小问题，都是在给未来的大突破打基础。慢慢来，不急。对吧？