量子霸权：从商业炒作到科技革命的真实面貌

在“大模型”成为科技界新宠之前，“量子计算”和“量子霸权”曾经在媒体上引发广泛关注。尽管如今这一话题被更时髦的技术所取代，但这也为我们提供了一个机会，能够更冷静地审视和讨论相关的书籍和研究。

对于那些与产业紧密相关的“科学热点”，我一直持谨慎态度。许多这样的热点最终被证明只是商业炒作，转瞬即逝，公众和媒体很快就会转向新的焦点。因此，尽管我学习过量子力学课程，但对“量子计算”这样的议题一直缺乏兴趣，直到读到这本《量子霸权》才引起了我的注意。

量子计算与“量子霸权”

“量子霸权”这一概念最早由物理学家John Preskill在2012年提出，指的是量子计算装置拥有的远超传统计算机的计算能力。长久以来，“算力”被视为人工智能发展的关键因素之一，直到2025年中国的DeepSeek模型问世，才对这一叙述构成挑战。然而，即便如此，算力对人工智能依然是不可或缺的基础。

简单来说，“量子霸权”指的是量子计算机的算力远超传统计算机，一旦有效应用，将在算力上形成压倒性优势。这对传统计算机构成了“霸权”。传统计算机在“摩尔定律”的推动下发展至今，已接近极限。而量子计算机的算力相比传统计算机，可以达到何种程度，加来道雄在书中引用了中国科学院“量子信息与量子科技创新研究院”的例子——他们的量子计算机运算速度是普通超级计算机的100万亿倍。

量子计算的现状与未来

据书中所述，目前已有一些量子计算机可以通过互联网供公众免费使用，比如2016年发布的“IBM Q Experience”量子计算机，互联网上有15台可以免费使用。加来道雄指出“目前每月约有2000人使用”，这显然是一个相当少的数字，可能是因为目前缺乏实际的“应用场景”。

本书的结构相当清晰：第一篇共五章，第一章先讲述“量子霸权”的基本意义，然后概述计算机器自古至今的历史，从古希腊的青铜机械残骸一直讲到量子计算机。后面章节则依次讲述量子计算在未来各行各业的应用场景。这个结构对于了解“量子霸权”现状来说值得注意。

展望与现实的差距

事实上，“量子计算”远不像许多媒体所设想的那样简单和乐观。加来道雄指出，量子计算技术目前远非可供大规模应用的成熟技术。例如，他谈到的“量子退相干”问题，许多量子计算机需要在接近绝对零度的环境下工作，这限制了量子计算的大部分实际应用场景。

书中真正论及量子计算原理的，是第四章“量子计算机的黎明”。加来道雄对量子力学的发展作了回顾，并简要概述了与量子计算有关的各个理论节点。而第五章“竞赛开始”，则叙述了各种可能的量子计算机方案。这两章传递的最重要信息是“量子计算技术还处在早期阶段”，全书的大部分内容都是展望。

加来道雄在书中探讨的量子计算各种未来应用场景，如“养活地球”等，这些展望和设想在“前量子计算”时代同样成立，无非是“如果计算机能力进一步加强，就能够……”这样的思路。但即使量子计算得到应用，也未见他展望出什么改天换地的新局面。

量子计算的潜力与局限

例如，本书第14章“全球变暖”中，有一节是“量子计算机与气候模拟”。关于用计算机对未来气候变化进行模拟，其可靠性在气候科学界一直有争议。许多在计算机上模拟的“气候模型”往往不靠谱，其主要原因是缺乏可靠数据，而不是因为计算机算力不足。因此，即便使用了量子计算技术，也未必能够脱胎换骨。

加来道雄在书中展望的量子计算技术在未来的应用场景，涉及能源、材料、健康、饥荒、战争、全球变暖、生命科学、人工智能等领域，以及这些应用对未来社会可能产生的影响。虽然本书从过去讲到未来，但过去只是理解问题所需的背景，未来的展望才是重点。

加来道雄的乐观主义情绪弥漫在这本书中。例如，他谈到量子计算各种模拟应用场景中，除了模拟气候变化，还谈到了用计算机模拟来替代试验。他举的例子是飞机或汽车的空气动力学设计中的风洞试验。然而，一些专家认为，计算机模拟无法有效替代实际的风洞试验，这也不是用了量子计算技术就能解决的。

尽管加来道雄此书稍显过于乐观，但还是传递了一个重要信息——量子计算技术目前仍处于实验阶段，各种基于算力的“量子霸权”论述，实际上都只是展望而已。此后两三年中，量子计算的局面并无重大改变。例如，英国广播公司2026年1月关于“谷歌量子计算机秘密实验室”的报道中，仍然认为“目前所有机器仍然像玩具模型”。