量子计算：超越炒作，定义真正优势

量子计算机的概念长期以来一直吸引着人们的想象力，承诺带来一场计算能力的革命，能够解决即使是最先进的经典超级计算机也无法企及的问题。然而，现实往往落后于雄心勃勃的宣称。“量子优势”——即量子机器能够解决经典机器无法解决的问题——这一概念经常受到怀疑论者甚至量子社区内部的审视。尽管理论和实验上都取得了真正的进展，但许多已展示的“壮举”缺乏即时的实际应用性，导致人们对这种无休止的炒作感到厌倦。

为了拨开迷雾，了解量子技术的真实发展轨迹，行业领导者的见解至关重要。IBM量子部门总监周杰瑞（Jerry Chow）对量子计算对世界的真正意义、该领域已取得的进展以及如何应对源源不断的突破性公告提供了扎实的视角。

周杰瑞强调，最终目标是提供有用的量子计算，而其中的一个关键方面是构建超越当前能力的“差异化计算”。尽管存在数学证明，表明量子算法理论上可以超越经典计算——例如用于加密的大数分解或复杂分子结构的模拟——但“量子优势”的实际应用更为微妙。它并非指量子计算机完全取代现有的GPU或CPU等系统。相反，量子优势在于将量子计算与现有经典资源“结合使用”，以更廉价、更快速或更精确地解决问题。

这一观点标志着与量子计算机单方面改变一切的流行叙事截然不同。周杰瑞将其与图形处理单元（GPU）的演变相提并论，GPU最初在游戏领域找到了一席之地，随后迅速扩展，为国家计算战略、高性能计算集群以及分子结构、宇宙学和高能物理领域的复杂科学研究提供动力。他预计量子技术也将遵循类似的轨迹，将其设想为一种“增强工具”，而非独立的替代品。

经典计算与量子计算之间固有的联系是这种增强的基础。量子计算机本质上依赖于经典系统进行输入、控制和输出解释。虽然量子力学允许这些机器探索指数级庞大的计算空间，但最终的测量结果总是被转换回经典数据以进行进一步处理。这种共生关系意味着经典计算不仅对于验证量子操作至关重要，而且对于如何在更广泛的计算工作流中利用量子能力也至关重要。无需担心量子技术会取代经典系统；它们旨在协同工作。

IBM作为该领域的长期先驱，在这一演变中发挥了重要作用。周杰瑞在IBM量子研究领域投入了15年，他回顾了从一个专注于构建更好设备的小团队，到2010年代中期做出通过云访问量子系统的关键决定这一历程。这一转变将量子计算从实验室里的好奇心转变为一个计算平台，超越了硬件的物理操作，转而专注于其作为工具的实用性。如今，IBM的量子系统部署在全球各地的专用量子数据中心和客户现场，促进了重要的参与。一个显著的例子是与日本理化学研究所的合作，研究人员将“富岳”超级计算机的力量与IBM的System Two量子计算机结合起来，深入研究复杂的分子结构，突破了计算可行性的边界。

除了硬件开发，IBM战略的一个关键部分是培养一个强大的社区。制造机器只是成功的一半；它们的有用性必须通过广泛采用和创新应用来体现。由近300名成员组成的IBM量子网络促进了这种生态系统方法，鼓励来自医疗保健、生命科学、石油和天然气以及能源等不同领域的专家探索并需求先进的量子解决方案。

信息很明确：量子计算机不是遥远的梦想；它们是今天即可使用的有形技术。尽管有市场宣传，但个人可以轻松地接触量子计算，甚至可以在线免费运行量子电路。资源和支持性社区比比皆是，使任何人都有可能获得实践经验，而不仅仅依赖于宣传叙事。展望未来，量子计算的下一个里程碑可能是一系列渐进式成就。IBM计划在今年年底前推出一款名为“夜鹰”（Nighthawk）的新设备，该领域预计将与经典计算进行持续的来回互动，未来几年将在量子机器上运行日益复杂的电路，推动与高性能计算社区的更深入合作。