谷歌在英國《自然》雜志發表的一篇論文中，演示了量子霸權（Quantum Supremacy），即一臺可編程量子計算機超越了最快的經典超級計算機。該量子系統只用了約200秒就完成了經典計算機大約需要10000年才能完成的任務。

該文章稱，這一成就為量子計算的重大里程碑事件。

谷歌的論文發表之后，其CEO Pichai 認為，谷歌的成就相反對于量子計算來說，意義堪比萊特兄弟1903年的首次試飛對于航空業的價值。

他解釋稱，萊特兄弟12秒的飛行時間沒有實際意義，但是證明可行。同時，他在接受媒體采訪時還表示，量子計算和AI，對于谷歌來說是同等重要的。

贊美與質疑

量子霸權（Quantum Supremacy，Supremacy 也有至上之意）首次由美國理論物理學家 John Preskill在2012 年提出，指量子計算機可以做到一些經典計算機所無法實際解決的運算。

John Preskill 發表文章祝賀了谷歌的成就，但認為這次展示的運算并沒有任何實用性，專門為實現量子霸權而挑選。他表示，量子計算機真正造福社會，還需要數十年的努力。

值得一提的是，谷歌的論文9月曾在合作伙伴美國宇航局（NASA）網站泄漏，后被撤下。

有報道稱，論文被刪是因為谷歌的研究尚未經過同行評審和討論就被 NASA 發表；這是不符合流程的。另一方面，谷歌和 NASA 都拒絕證實論文的真實性。

同為在量子計算方面“資深玩家”IBM則質疑谷歌是否真的實現量子霸權。

在 IBM 研究院的博客上稱，谷歌實驗的缺陷在于假定超級計算機會受到系統內存存儲數據量的限制，而沒有充分利用超級計算機的存儲潛力。如果按照 IBM 的方法來對超級計算機進行編程，僅需 2.5 天時間就能完成量子計算機耗時 3 分 20 秒的任務量，根本不像 Google 所說的“需要 1 萬年”；而且，他們認為，考慮到可能存在的硬件和軟件進步，2.5 天還是非常保守的估計。

IBM研究員對谷歌所謂的“實現量子霸權”也不以為然，認為該說法具有誤導性，讓人們以為自己進入了一個新的計算時代，而量子計算機和經典計算機之間的巨大差異并不會讓兩者分割，而是在未來協同工作。

IBM 和谷歌之間在量子計算領域“抬杠”可以追溯到2017年。2017 年，Google 聲稱自己即將在這一領域完成里程碑式的跨越；隨后，IBM發表了一些研究成果證偽了谷歌的說法。

2018 年，谷歌發布了一款名叫 Bristlecone 的量子芯片，欲由此實現量子霸權。隨后，阿里巴巴量子計算項目研究人員發現，Bristlecone 量子芯片的表現與谷歌的描述有差距。

究竟什么是量子計算？

不僅大公司如谷歌、IBM和阿里巴巴在量子計算方面投入巨大，電氣與電子工程師學會（Institute of Electrical and Electronic Engineers）的一篇文章表示，量子計算是中國和美國兩個國家都想有所作為的科技領域。

究竟什么是量子計算？

簡單解釋，就是我們現在所用的筆記本、臺式電腦以及手機到超級計算機的 CPU 都通過晶體管的 0/1 二進制狀態存儲、運算數據，差距在于晶體管數量和運算頻率。量子計算以原子存儲和計算數據，存儲和計算能力以指數提升。

理論上，只要給足夠的時間，經典計算機可以解決任何可計算的問題。因此，“量子優越性”的標準是在同一個計算任務上，量子計算機比經典計算機有顯著的（指數）加速。

谷歌論文稱其研發的 Sycamore 量子處理器有53個量子比特（53 個原子），它的一次運算相當經典計算機 2^53（9x10^15）次運算。

據介紹稱，Google 處理器的量子比特由超導材料制成，在 -273.13 攝氏度下工作。此前 Google 曾有 72 個量子比特的處理器，因為難以控制而縮減規模。

不過，就目前而言，量子計算機的運算能力不能簡單換算。量子計算機目前還做不到通用運算，只能實現特定的算法，并不能比普通手機產生更多價值。

該技術是“大國重器”？

英特爾公司量子硬件負責人吉姆·克拉克曾說：“量子可能是未來100年的計算技術。這有點像太空競賽，一代人時間里出現一次”。

從巨頭布局和參與研究的機構來看，量子計算，毫無疑問是各國關注的未來關鍵科技之一。谷歌、IBM、微軟、英特爾、華為、阿里巴巴等全球高科技公司都為此投入大量研究力量。

中國方面，2016年8月，中國從戈壁沙漠的發射臺向世界發射了第一顆量子衛星。

2017年，科學家利用衛星在中國和奧地利科學家之間進行量子加密的視頻通話。

根據Patinformatics的數據，2014年，在美國和中國提交的專利數量相似，但截至2017年，中國的申請量幾乎是美國的兩倍。

據人民日報報道稱，最新的成果是由浙江大學、中科院物理所、中科院自動化所、北京計算科學研究中心等國內單位組成的團隊日前通力合作，開發出的具有20個超導量子比特的量子芯片，并成功操控其實現全局糾纏，刷新了固態量子器件中生成糾纏態的量子比特數目的世界紀錄。這一進展8月9日發表于美國《科學》雜志。

美國方面，美國總統在2018年簽署了《國家量子倡議法案》，將全方位加速量子科技的研發與應用，確保美國量子科技領先地位，開啟量子領域的“登月計劃”。

根據法案，美將制定量子科技長期發展戰略，實施為期10年的“國家量子計劃”。政府未來5年內將斥資12.75億美元開展量子信息科技研究，其中美國國家標準與技術研究院獲資4億美元，制定量子科技發展標準；國家科學基金會獲資2.5億美元，支持量子科技人才建設；能源部獲資6.25億美元，成立量子信息科研中心，加速科技攻關。

此外，美將成立國家量子協調辦公室，協調政府機構、學術和產業界，形成發展合力。

目前，美國最好的量子計算機由谷歌，IBM和D-Wave等北美公司制造，由于量子比特錯誤率高達50％，尚未達到前100量子比特。

IBM今年初在美國拉斯維加斯消費電子展上發布了一款據稱可商用的量子計算機“Q System One”。按照最新合作計劃，IBM將把該系統安裝在德國，目的是在德國建立一個量子計算技術研發中心，選址工作最遲2020年完成。