谷歌和微軟即將公布的量子計算技術進展將給量子技術帶來里程碑的突破，在爭奪“量子霸權”的過程中，另一個里程碑式的突破將來自谷歌。

物理學家和計算機科學家關于量子計算機的設想已有35年歷史。量子計算技術或許很快就將迎來重大突破。

未來幾周，谷歌和微軟即將宣布兩項重要的科學突破，而這也將凸顯該領域的快速發展。不過，這些技術能否在短期內實現商用又是另一回事。

領先的量子計算技術公司指出，基于量子機制的計算機能極大地提升計算速度，并在未來5年內帶來有實用性的強大應用。這樣的發展速度要比設想中快很多。

微軟量子團隊負責人托德·霍爾姆戴爾（Todd Holmdahl）就認為，5年的目標是可實現的。他表示：“我們有機會去解決一些此前無法解決的問題。在傳統計算領域，這些問題需要宇宙一樣長的時間去解決?！?/p>

加拿大公司DWave從7年前開始銷售特定類型的量子計算機。不過，真正的目標是通用型計算機，能編程處理超越當前計算機范疇的一系列任務，包括模擬分子運動、助力藥物研發突破，以及讓機器學習變得更強大。

不過，該領域的其他某些人士認為，這樣的預期過于樂觀。英特爾實驗室負責人邁克·梅貝里（Mike Mayberry）表示，在真正可用的技術出現之前，大型科技公司還需要“10年的競爭”。他認為，“我們還處于玩具系統的時代”。

微軟和谷歌即將宣布的兩個里程碑將證明，最前沿的理論物理學如何迅速轉化為實際應用。

盡管從12年前就啟動了量子計算的研究，但微軟還沒有開發出可以工作的量子位，即量子計算機的基本元件?；魻柲反鳡柋硎荆壳耙逊浅＝咏肌巴黄七@個節點”。

此類成果通常會通過科學期刊上的研究論文來公布，這意味著成果必須經受同行評審過程?；魻柲反鳡柋硎?，這不僅對微軟來說是重要時刻，同時也會是“科學史上的重要時刻”。

微軟花的時間比其他公司更長。早在1998年，IBM就公布了首個可用的量子位。去年12月，IBM宣布與多家公司達成合作，開發量子計算技術的具體應用。不過，微軟的量子位基于一種此前尚未得到證明的技術。如果微軟是正確的，那么該公司將迅速超過該領域的競爭對手，獲得巨大的優勢。

微軟的設計解決了這項技術的最大缺陷之一。由于量子位很脆弱，因此量子計算機需要進行大量的錯誤修正。量子位只會在量子態停留很短暫的時間，因此結果很容易受影響。

微軟給出的答案是：一種能將電子碎片化的量子位，從而將同樣的信息同時保存在多個地方。如果量子位的某個部分出現問題，那么其中包含的信息不會就此丟失，從而確保系統整體更穩定。

對于使用所謂拓撲量子位的計算機來說，內建的容錯機制帶來了巨大的優勢。霍爾姆戴爾表示：“（不夠健壯的系統）會產生大量錯誤，需要去解決。如果說他們需要1000到1萬個量子位，那么我們只需要1個，因為我們的錯誤修正比他們要好得多?！?/p>

不過，即使開發出首個可用的量子位，這也只是第一步。梅貝里表示，目前還不清楚，在從當前的初級系統擴大至通用計算機的過程中，哪種量子位技術最高效。

另一個里程碑式的突破將來自谷歌。這將是用量子計算機解決傳統計算機極限問題的首次展示。

當量子計算機超越最強大的傳統計算機之后，就將達到所謂的“量子霸權”。南加州大學量子計算專家、教授丹尼爾·利達（Daniel Lidar）表示，達到這個目標將有“非常重大的科學意義，這將是計算技術史上的首次，表明量子計算機已經跨過了這道門檻?！?/p>

谷歌計劃于2017年底達成“量子霸權”，并于2017年的最后幾天展開了測試。這一測試的目標是證明，包含49個量子位的系統能解決超出任何傳統計算機能力的問題。谷歌沒有對最終結果置評，而結果是否成功也需要科學期刊的評審。

不過，IBM也在悄悄發力。通過對一臺超級計算機進行編程，IBM成功模擬了一臺包含50個量子位的量子計算機。這在以往是被認為不可能的。利達表示，隨著量子計算機和傳統計算機的設計者們你追我趕，這個領域內很可能會發生“真正的競賽”。

然而，即使谷歌在推動“量子霸權”方面獲得了成功（即專門設計傳統計算機無法解決的問題，讓量子計算機成功解決），利達和其他專家也認為，這項技術距離實際應用還有很長的距離。

即使來自微軟和谷歌的突破得到證實，在如何擴大規模，系統如何編程方面，相關公司仍然面臨巨大的挑戰。系統可能需要100萬個量子位，才能解決復雜的問題。

除了讓量子位在更長的時間里保持量子態以外，其他問題還包括如何設計在極低溫度下可工作的電子控制系統。梅貝里指出，繼續擴大規模非常困難。

不過，作為資深產品經理的霍爾姆戴爾認為，這與其他硬件挑戰沒有太大不同。霍爾姆戴爾在Xbox游戲機的開發中扮演了核心角色。他表示，微軟將設計和測試硬件版本迭代的時間縮短至2周，而在其他硬件領域，能快設計速迭代的公司將取得成功。

他表示：“現在的情況就是這樣。這有點類似太空探索。我們將很快派人登月。”