量子計(jì)算機(jī)都開始研發(fā)護(hù)膚品了？ 先鑒定一下這款“量子配方”

作者：欒春陽(yáng)

最近，我們刷到了一張很有意思的護(hù)膚品宣傳圖。

一款毛孔護(hù)理產(chǎn)品的頁(yè)面上，赫然寫著：“全球首款『量子計(jì)算機(jī)』專研配方。”

看到這里，第一反應(yīng)是：量子計(jì)算機(jī)，終于也開始關(guān)心毛孔了嗎？

▲圖1 某護(hù)膚品宣傳頁(yè)上寫著：“全球首款『量子計(jì)算機(jī)』專研配方。”（圖片來(lái)源：某網(wǎng)店）

一個(gè)屬于量子信息科學(xué)前沿，一個(gè)屬于日常護(hù)膚煩惱。這兩個(gè)詞放在一起，確實(shí)很有沖擊力。

它真的是量子計(jì)算機(jī)算出來(lái)的嗎？客服回復(fù)稱：研究員先設(shè)計(jì)配方公式，再交給量子計(jì)算機(jī)，從1000億種方案里篩選出更優(yōu)組合。

聽起來(lái)很厲害，但我們還是忍不住想問(wèn)一句：是哪臺(tái)量子計(jì)算機(jī)這么關(guān)心我的毛孔？

先別急著嘲笑，也先別急著下單。我們不如趁這個(gè)機(jī)會(huì)，把真正的量子計(jì)算機(jī)捋一捋：它到底是什么？現(xiàn)在發(fā)展到哪一步？它真的已經(jīng)強(qiáng)到可以隨手給日用品研發(fā)“黃金配方”了嗎？

真正的量子科技不怕被看懂，怕的是被包裝成誰(shuí)也說(shuō)不清的“黑科技”。

量子計(jì)算機(jī)不是“更快的普通電腦”

普通計(jì)算機(jī)的基本單位是經(jīng)典比特，一個(gè)比特要么是0，要么是1。量子計(jì)算機(jī)的基本單位是量子比特，它可以處在0和1的疊加態(tài)中。

但量子計(jì)算不是簡(jiǎn)單地“同時(shí)把所有答案都算一遍”。

更準(zhǔn)確地說(shuō)，量子算法會(huì)利用疊加、糾纏和干涉，讓有用答案對(duì)應(yīng)的概率被放大，讓沒(méi)用答案對(duì)應(yīng)的概率被壓低。最后一測(cè)量，我們才更可能得到想要的結(jié)果。

但是，量子計(jì)算這件事也非常難。量子態(tài)很嬌氣，溫度、噪聲、電磁干擾、控制誤差，都可能破壞它的相干性。想讓量子比特乖乖工作，并不比讓一屋子貓排隊(duì)容易多少。

量子計(jì)算機(jī)不是“更快的電腦”，而是“換了一套物理規(guī)則的計(jì)算機(jī)”。

現(xiàn)實(shí)中的量子計(jì)算機(jī)長(zhǎng)什么樣？

如果你以為量子計(jì)算機(jī)是一臺(tái)閃著藍(lán)光的主機(jī)箱，那現(xiàn)實(shí)可能會(huì)讓你有點(diǎn)失望。

▲圖2 “祖沖之二號(hào)”超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)局部實(shí)拍（圖片來(lái)源：墨子沙龍）

現(xiàn)實(shí)中的量子計(jì)算機(jī)，往往不是“一臺(tái)電腦”，而是一整套復(fù)雜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。不同研究路線，會(huì)選擇不同的東西來(lái)當(dāng)量子比特。

• 有的路線把量子比特做在超導(dǎo)芯片上。超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)通常需要稀釋制冷機(jī)，把芯片冷卻到接近絕對(duì)零度的環(huán)境。它看上去像科幻電影里的“大吊燈”，但真正工作的，是最下面那塊被冷到極低溫的量子芯片。

• 有的路線用離子來(lái)做量子比特。離子阱量子計(jì)算機(jī)像一個(gè)“真空中的離子算盤”，用電磁場(chǎng)把帶電離子囚禁起來(lái)，再用激光或微波操控它們的量子態(tài)。

• 還有中性原子路線，用光鑷把一個(gè)個(gè)原子排成陣列；也有光量子計(jì)算路線，用光子、干涉儀和探測(cè)器來(lái)完成計(jì)算。

這些路線都是真的量子科技，不是廣告詞。

但無(wú)論哪條路線，都不是把“量子芯片”隨手塞進(jìn)一件商品那么簡(jiǎn)單。

你以為量子計(jì)算機(jī)是桌面主機(jī)，實(shí)際上它更像一座被低溫、真空、激光和控制系統(tǒng)共同供起來(lái)的“量子實(shí)驗(yàn)室”。

量子計(jì)算機(jī)發(fā)展到哪一步了？

如果想知道今天的量子計(jì)算機(jī)發(fā)展到哪一步，“祖沖之三號(hào)”就是一個(gè)很好的例子。

它不是廣告里的“量子概念”，而是一臺(tái)真正的超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)科大的公開報(bào)道，“祖沖之三號(hào)”在一塊芯片上集成了105個(gè)可讀取比特和182個(gè)耦合比特，并完成了83比特、32層的隨機(jī)線路采樣實(shí)驗(yàn)。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)聽起來(lái)有點(diǎn)拗口，可以把它理解成一道專門考驗(yàn)量子芯片整體能力的“高難度考題”。它不是讓量子計(jì)算機(jī)寫文案、做表格，它考察的是量子處理器的規(guī)模、操控精度、穩(wěn)定性和整體運(yùn)行能力。

“祖沖之三號(hào)”的厲害之處就在這里：它說(shuō)明我國(guó)在超導(dǎo)量子計(jì)算路線上，已經(jīng)能做出非常強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并在特定任務(wù)上展示出量子計(jì)算優(yōu)越性。

▲圖3 “祖沖之三號(hào)”超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)芯片示意圖（圖片來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院/中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)）

不過(guò)，“祖沖之三號(hào)”很強(qiáng)，并不等于量子計(jì)算機(jī)已經(jīng)能像普通電腦一樣解決各種商業(yè)問(wèn)題。它的代表性意義，主要在于證明量子計(jì)算設(shè)備已經(jīng)可以在某些特定任務(wù)上跑到非常前沿的位置。

所以，今天的量子計(jì)算機(jī)可以說(shuō)已經(jīng)從“概念驗(yàn)證”走向了“真機(jī)競(jìng)賽”，但還沒(méi)有進(jìn)入“通用落地”。接下來(lái)真正難的，是讓更多量子比特穩(wěn)定協(xié)同工作，繼續(xù)提高操控精度，并發(fā)展出更可靠的量子糾錯(cuò)能力。

回到“量子護(hù)膚品”

量子計(jì)算前景很大。未來(lái)，它可能在量子化學(xué)、材料設(shè)計(jì)、藥物分子模擬、優(yōu)化問(wèn)題、密碼分析等方向發(fā)揮作用。

但從“未來(lái)有前景”到“今天廣泛商業(yè)落地”，中間還隔著很多工程問(wèn)題：量子比特容易出錯(cuò)，量子糾錯(cuò)還在發(fā)展中；很多實(shí)際問(wèn)題還沒(méi)有明確顯示出量子算法優(yōu)勢(shì)；量子計(jì)算的編程、驗(yàn)證和成本，也還沒(méi)有成熟到普通行業(yè)可以隨手調(diào)用。

量子計(jì)算的未來(lái)很大，但未來(lái)不是廣告詞里的“馬上就能用”。

護(hù)膚品當(dāng)然可以用計(jì)算方法研發(fā)。未來(lái)，量子計(jì)算也可能參與復(fù)雜分子模擬和化學(xué)問(wèn)題。

但關(guān)鍵在于：

• “用了計(jì)算方法”不等于“用了量子計(jì)算機(jī)”。

• “用了量子計(jì)算機(jī)”不等于“護(hù)膚功效成立”。

護(hù)膚品功效最終要看成分、實(shí)驗(yàn)、評(píng)價(jià)方法和證據(jù)。國(guó)家藥監(jiān)局《化妝品功效宣稱評(píng)價(jià)規(guī)范》也要求化妝品注冊(cè)人、備案人對(duì)功效宣稱進(jìn)行評(píng)價(jià)，并上傳產(chǎn)品功效宣稱依據(jù)摘要。

如果一個(gè)護(hù)膚品真的使用了量子計(jì)算，至少應(yīng)該說(shuō)清楚：用了哪臺(tái)量子計(jì)算機(jī)？解決了什么問(wèn)題？為什么需要量子計(jì)算？計(jì)算結(jié)果如何進(jìn)入配方？最終功效又如何驗(yàn)證？

如果一追問(wèn)就開始含糊其辭，只剩下“量子計(jì)算機(jī)”“1000億方案”“黃金配比”這些詞，那它更像是在借量子科技的光，給普通商品鍍上一層量子光環(huán)。

文章轉(zhuǎn)載自“墨子沙龍”公眾號(hào)