量子计算机:400亿赌注押在(目前)仍无法运行的机器上

在革命性承诺与数十亿投资之间:量子计算机的残酷真相。前沿企业押注于前瞻性项目,行业领袖探索全新可能性,世界强国以创纪录投资展开角逐。欢迎来到史上最昂贵、最超现实的技术竞赛。

2025年的不适真相

2024-2025年, 量子计算 迎来了媒体炒作的高峰期。谷歌宣布推出其"柳树"芯片[^1],亚马逊揭晓"貂猫"[^2],微软则展示了"马约拉纳一号"[^3]。媒体头条纷纷以"革命性突破"和"历史性突破"等夸张标题进行报道。

但这里有一个真相,没有人愿意承认:如今的量子计算机实际上毫无用处。

是的,您没看错。尽管投入了数十亿美元资金并许下宏伟承诺,但到2025年,现实世界中仍不存在任何问题能让量子计算机比普通计算机更高效、更快速或更经济地解决。

然而,在喧嚣背后,一场价值400亿美元的地缘政治角逐正在酝酿,它可能重塑全球力量平衡。

炒作背后的真相

谷歌柳树:在不存在的问题上快速行动

谷歌宣布其105量子位的Willow芯片能在5分钟内完成超级计算机需要"10万亿亿年"[^1]才能完成的计算,这一消息引发轰动。该芯片确实实现了技术突破:首次实现了增加量子位数量时错误率下降,解决了困扰30年的理论难题[^4]。

看起来很厉害,对吧?

但有一个细节:那种超快速计算是"随机电路采样",这是专门为测试量子计算机而设计的难题。这好比说你的汽车能在火星上赛跑时击败一匹马。

柳树计算机如此快速执行的"随机电路采样"问题,是专门为凸显量子计算机优势而设计的。没有任何企业、大学或政府机构曾需要解决此类问题。

好消息:谷歌证明了量子纠错确实有效。坏消息:我们距离实用应用还相去甚远。

亚马逊豹猫:施罗丁格猫的方法

亚马逊则另辟蹊径,推出了名为Ocelot的9量子位芯片,该芯片采用所谓的"猫量子位"(源自著名的薛定谔的猫实验)[^2]。其设计理念颇具巧思:这些量子位并非在错误发生后进行纠错,而是天然具备抵抗特定类型错误的能力。

结果如何?亚马逊声称将错误修正所需资源减少了90%[^5]。这相当于扑灭同一场火灾所需的消防员从1000人减少到仅100人。虽然仍远超实际需求,但已是显著进步。

微软Majorana:争议粒子研究二十年

微软选择了风险最大的方案:基于名为马约拉纳[^3]的粒子的"拓扑"量子比特。其核心理念在于,这些奇异粒子天生具备抗错误能力,如同信息被写入结节而非脆弱纸张。

经过20年和数十亿资金的投入,微软宣称终于成功制造出这些粒子[^6]。问题在于?许多科学家仍持怀疑态度。《自然》杂志在发表研究结果时附注称"我们并不信服"[^7]。

量子计算的三大哲学

这些不同的机器代表了三种截然不同的理念:

谷歌/IBM(超导体):“我们制造大量量子比特,并通过暴力破解来解决错误”

  • 优点:技术成熟,量子比特数量众多
  • 缺点:需要数千个物理量子位才能获得一个有用的“逻辑”量子位。

亚马逊/其他(猫量子比特/离子):“我们制造的量子比特天生更不易出错”

  • 优点:减少校对所需资源
  • 缺点:更慢且更复杂的控制

微软(拓扑学家):“我们正在寻找圣杯:天然完美的量子比特”

  • 优点:如果可行,这将具有革命性意义。
  • 缺点:巨大的"如果"——可能永远不会奏效

意大利与欧洲:落后但未出局

都灵理工大学安装IQM量子计算机[^8]不仅是一项技术采购,更是地缘政治布局。意大利斥资200万欧元,确保了对量子技术的直接访问权,无需依赖美国或中国的云服务。

都灵系统的5个量子比特看似不多,但关键不在于性能,而在于战略自主权[^9]。欧洲已意识到,对量子技术的掌控将决定未来数十年谁将掌握权力。

欧盟量子旗舰计划价值10亿欧元,另有80亿欧元来自成员国[^10]。目标并非明日击败美国人,而是后天不再依赖他们。

实际应用:徒有其表

尽管炒作不断,当前的"应用场景"令人失望:

金融:代价高昂的实验

摩根大通因使用量子计算机生成"真正随机的数字"而登上新闻头条[^14]。问题在于:普通计算机几十年来一直用价值几欧元的组件完成相同任务。这好比用火箭点燃蜡烛。

真正的金融应用(投资组合优化、衍生品定价)仍停留在理论层面。当前的量子计算机运行速度过慢且不可靠,无法处理真实资金。

药物:遥不可及的承诺

罗氏与Quantinuum合作开展阿尔茨海默病研究[^15],但其模拟的分子过于简单,笔记本电脑都能胜任。真实蛋白质由数百万个原子构成:这需要数百万个可靠的量子位。

汽车行业:量子营销

大众汽车在里斯本通过优化9辆巴士,打造了首个"量子生产系统"[^16]。结果表明:该系统有效运行,但常规优化算法的成本仅为其千分之一。

梦想事业

量子市场现已价值11.6亿美元,预计到2030年将达到164亿美元[^17]。既然毫无用处,这怎么可能呢?

量子云:租赁不可能

亚马逊Braket、IBM Quantum和微软Azure Quantum提供其量子计算机的访问权限[^18]。每月花费数百至数千美元进行...实验和教程。这就像租用太空飞船来学习驾驶。

量子即服务:480亿美元的炒作

"量子即服务"市场预计将从2023年的23亿美元增长至2033年的483亿美元[^19]。但目前尚无人知晓具体销售内容。这完全是基于纯粹希望的风险投资。

为什么他们继续投资?

如果量子计算机如此无用,为什么仍有数十亿美元的投资源源不断地涌入?

1. 被淘汰的恐惧

没有哪家大型科技公司愿意成为"错失量子机遇"的那一个。因此,它们纷纷投资以避免落后,即使并不清楚具体投资方向。

2. 市场营销与公共关系

说“我们拥有量子计算机”会让公司显得创新前沿。这在形象上价值数亿,即便这台机器根本做不了任何有用的事情。

3. 未来的承诺

核心观点在于,量子计算机终将在未来某个时刻(或许在2030年代)展现出实用价值。这本质上是一项基于希望而非确凿证据的超长期投资。

关于"用例"的真相

行业热衷于谈论革命性应用:药物发现、金融优化、人工智能。但现实情况是:

  • 药物:在量子计算机上模拟的分子如此简单,以至于普通笔记本电脑都能做得更好。
  • 金融:量子交易算法仅存在于理论层面
  • 人工智能:当前的量子计算机运行速度过慢且不可靠,无法有效辅助人工智能发展。

为什么研究仍然至关重要

在将这一切视为无谓炒作之前,让我们先看看这场"量子竞赛"正在创造什么:

真正的科学进步

  • 新型低温冷却技术
  • 创新的数学算法
  • 极端精度的激光检测
  • 先进超导材料

人才培养

成千上万的物理学家和工程师正在开发未来技术所需的技能。这就像太空计划:今天耗资巨大,明天却至关重要。

战略准备

当(而非如果)量子计算机变得实用时,拥有相关技术和基础设施的人将占据先机。这本质上是披着即时创新外衣的长期投资。

现实时间线:2030年,或许

最诚实的专家们承认,真正有用的量子计算机至少还需要10-15年才能问世[^20]。而这还是假设它们能够解决那些可能无法解决的问题:

2025-2028年:渐进式改进,仍无实际应用

2028-2032年:首批具有数百个逻辑量子位的容错型量子计算机

2032+:(或许)首批真正的商业应用

这对您意味着什么

如果您所在的公司正在"探索量子计算":

  • 关注事态发展,但要保持批判性眼光
  • 培养一些内部专家
  • 体验低成本的量子云
  • 识别未来可能受益于量子技术的问题
  • 专注于当今真正有效的技术

不要做什么

  • 不要在即时的"量子解决方案"上投入数百万资金
  • 若竞争对手宣布建立“量子级合作关系”,请勿惊慌失措。
  • 不要相信立竿见影的好处承诺

最深刻的教训:承诺的经济学

量子计算揭示了一个迷人的悖论:一项技术在今天越是毫无用处,明天就越可能价值连城

这会产生反直觉的动态。谷歌可能花费数亿美元解决根本不存在的问题,却看到股价飙升数十亿美元。微软可能耗费二十年研究争议性粒子,却吸引更多投资者。亚马逊可能制造性能不如树莓派的计算机,却被奉为创新者。

量子计算不仅是技术:它更是制度化的投机行为。各国政府和企业本质上是在押注数十亿资金,赌这项技术迟早会变得至关重要。这堪称国家层面的风险投资。

但与过去的投机泡沫相比,存在一个根本性差异:在此情境下不投资可能构成战略性自杀。倘若量子计算机终将破解所有现代加密技术,未做好准备者将被整个经济领域彻底淘汰。这是一场无人能承受失败的赌局,而胜负之道至今仍无人知晓。

结论:等待量子戈多

量子计算机就像贝克特作品中的戈多:人人都在谈论它,人人都在等待它,但它永远不会到来。与此同时,产业界围绕着这种期待构建了一个完整的经济生态系统。

2025年的量子计算机同时具备以下特性:

  • 实际上毫无用处(它们解决实际问题的能力并不比替代方案更好)
  • 具有战略意义(谁先做好准备,谁就能主导整个行业)
  • 科学上引人入胜(它们正在推动物理学和工程学的边界)

对即时效果的炒作往往过度夸大,但对长期影响的评估却可能严重低估。这在颠覆性创新中很常见:起初看似无用的魔法,最终却成为不可或缺的存在。

下次当你读到所谓的"量子突破"时,不妨问自己两个问题:

  1. "这能解决我今天的问题吗?"(大概不能)
  2. “谁掌控它,15年后谁将胜出?”(大概率是)

与此同时,尽情欣赏这场耗资数十亿美元的技术竞赛吧。它代价高昂,有时甚至荒谬可笑,但或许正是下一场工业革命的序幕。

资料来源

[^1]: Google. "Meet Willow, our state-of-the-art quantum chip." 2024年12月。 https://blog.google/technology/research/google-willow-quantum-chip/

[^2]: 亚马逊公司。 "亚马逊新款Ocelot芯片使我们更接近于构建实用型量子计算机。" 2025年2月。 https://www.aboutamazon.com/news/aws/quantum-computing-aws-ocelot-chip

[^3]: 微软公司. "微软Majorana 1芯片为量子计算开辟新路径." 2025年2月. https://news.microsoft.com/source/features/innovation/microsofts-majorana-1-chip-carves-new-path-for-quantum-computing/

[^4]: Google Quantum AI. "量子错误纠正低于表面码阈值." 《自然》638, 651–655 (2024). https://www.nature.com/articles/s41586-024-08449-y

[^5]: 加州理工学院. "新型Ocelot芯片在量子计算领域取得重大突破." 2025年2月. https://www.caltech.edu/about/news/new-ocelot-chip-makes-strides-in-quantum-computing

[^6]: Microsoft Azure Quantum. "微软发布Majorana 1量子计算机." 2025年2月. https://azure.microsoft.com/en-us/blog/quantum/2025/02/19/microsoft-unveils-majorana-1-the-worlds-first-quantum-processor-powered-by-topological-qubits/

[^7]:《自然》杂志。"微软量子计算'突破'面临新挑战。" 2025年2月。 https://www.nature.com/articles/d41586-025-00683-2

[^8]: 都灵理工大学。《意大利首台IQM量子计算机在都灵启动》。2025年5月。 https://www.polito.it/en/polito/communication-and-press-office/poliflash/the-first-iqm-quantum-computer-in-italy-is-turned-on-in

[^9]: Data Center Dynamics. "IQM在都灵理工大学安装量子计算机。" 2025年5月。 https://www.datacenterdynamics.com/en/news/iqm-installs-quantum-computer-at-politecnico-di-torino-data-center/

[^10]: 《24小时太阳报》."都灵、Links基金会与波利技术大学'启动'量子计算机。"2024年10月。 https://en.ilsole24ore.com/art/turin-foundation-links-and-poly-turn-on-quantum-computer-AGXb2Tk

[^11]: 《科学新闻》."物理学家普遍对微软新型拓扑量子芯片持怀疑态度。"2025年3月。 https://www.sciencenews.org/article/microsoft-topological-quantum-majorana

[^12]: IEEE Spectrum. "微软拓扑量子比特的宣称引发两极反应." 2025年3月. https://spectrum.ieee.org/topological-qubit

[^13]: Physics. "微软宣称实现拓扑量子比特面临严峻质疑." Physics 18, 68 (2025). https://physics.aps.org/articles/v18/68

[^14]: 摩根大通。《利用囚禁离子量子处理器实现的认证随机性》。《自然》,2025年3月。 https://www.jpmorgan.com/technology/news/certified-randomness

[^15]: 阿贡国家实验室。《摩根大通、阿贡与Quantinuum展示量子加速》。2025年3月。 https://www.anl.gov/article/jpmorgan-chase-argonne-and-quantinuum-show-theoretical-quantum-speedup-with-the-quantum-approximate

[^16]: 麦肯锡公司。《量子计算的崛起》。2024年4月。 https://www.mckinsey.com/featured-insights/the-rise-of-quantum-computing

[^17]: Grand View Research. "量子计算市场规模 | 行业报告,2030." https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/quantum-computing-market

[^18]: Precedence Research. "量子计算市场规模将于2034年达到164.4亿美元。" https://www.precedenceresearch.com/quantum-computing-market

[^19]: P&S市场研究公司。《量子计算市场规模与增长报告,2032》。 https://www.psmarketresearch.com/market-analysis/quantum-computing-market

[^20]: Fortune Business Insights. "量子计算市场规模、份额与增长报告,2032." https://www.fortunebusinessinsights.com/quantum-computing-market-104855

促进业务增长的资源

2025 年 11 月 9 日

离群值:数据科学与成功故事的完美结合

数据科学颠覆了这一模式:异常值不再是 "需要消除的错误",而是需要了解的宝贵信息。一个异常值可以完全扭曲线性回归模型--将斜率从 2 变为 10,但消除异常值可能意味着丢失数据集中最重要的信号。机器学习引入了复杂的工具:隔离森林(Isolation Forest)通过建立随机决策树来隔离异常值,局部异常值因子(Local Outlier Factor)分析局部密度,自动编码器(Autoencoders)重建正常数据并报告它们无法重现的数据。有全球性异常值(热带地区气温零下 10 摄氏度)、背景异常值(在贫困街区花费 1,000 欧元)、集体异常值(表明受到攻击的同步尖峰流量网络)。与格拉德威尔相似的是:"10,000 小时定律 "也有争议--保罗-麦卡特尼(Paul McCartney)曾说过 "许多乐队在汉堡演出 10,000 小时都没有成功,理论并非无懈可击"。亚洲数学的成功并非遗传,而是文化:中国的数字系统更直观,水稻种植需要不断改进,而西方农业则需要领土扩张。实际应用:英国银行通过实时异常检测挽回了18%的潜在损失,制造业检测出了人类检查会遗漏的微小缺陷,医疗保健通过85%以上的异常检测灵敏度验证了临床试验数据。最后一课:随着数据科学从消除异常值转向理解异常值,我们必须将非常规职业视为有价值的轨迹,而不是需要纠正的异常值。