本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
确定一台计算机是否如承诺的那样工作有多难？ 第一步：打开它。 第二步：尝试解决一些问题。 如果它不工作，它就不工作。 对吧？
当然，在现实世界中，事情从来没有那么简单。 在竞争激烈的量子计算前沿领域，情况更加复杂。
你们中的许多人无疑都熟悉加拿大公司 D-Wave 的传奇故事，该公司声称创造了第一台商用量子计算机。 简短版本：2007 年，在加利福尼亚州山景城举行的新闻发布会上，首席执行官乔迪·罗斯打开了他所说的 16 位绝热量子计算机，并邀请观众观看它解决数独谜题。 来自学术量子计算研究界的强烈反对立即而至； 专家们纷纷批评 D-Wave 的大胆声明。 但 D-Wave 坚持了下来，随着时间的推移，他们开始吸引观望者。 2009 年，他们与谷歌的研究团队合作。 2011 年，他们宣布推出 D-Wave One，这是一款价值 1000 万美元的机器，他们称之为世界上第一台商用量子计算机。 洛克希德·马丁公司购买了该公司的下一代机器 512 量子比特 D-Wave Two，并将其提供给公司外部的研究人员使用。
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一直以来，D-Wave、其盟友和批评者一直在争论不休，发表了一项又一项研究，试图弄清楚那个黑匣子里发生了什么。
最新的成果今天发表在新一期的《科学》杂志上。（该论文的预印本自一月份以来就已发布。）来自苏黎世联邦理工学院、谷歌、微软、南加州大学和加州大学圣巴巴拉分校的一组研究人员获得了洛克希德公司的 D-Wave 机器的使用权，并对其进行了一系列测试。 他们想看看该机器是否表现出量子加速——也就是说，它是否比运行相同类型问题的经典计算机更快。
关于 D-Wave Two，首先要知道的是它不是通用量子计算机——它被称为量子退火器，理论上应该能够比经典计算机更快地指数级地解决某些类型的优化和排序问题。 为了测试它，《科学》论文的作者在 D-Wave Two 和经典退火器上测试了 1000 个随机选择的成本函数问题。
他们发现，总的来说，D-Wave 在所用的一组问题上没有表现出量子加速。 该小组非常委婉地表达了他们的发现。 主要作者马蒂亚斯·特罗耶说：“这并不意味着该设备不能具有量子加速。 这只是意味着在我们进行的测试中，[量子加速] 不存在。”
自然地，D-Wave 的人们对这篇论文的接受程度很敏感。 D-Wave 的业务发展总监科林·威廉姆斯在一次电话采访中反复向我强调，特罗耶的结果仅涉及特定类型的问题。 他说：“今天在《科学》杂志上发表的论文并没有说明任何关于量子退火扩展的根本问题。”
此外，他说，特罗耶的小组选择了不适当的问题集来进行这项测试。 他说：“问题集合太容易了。” 他说，如果给出更难的问题，D-Wave 机器将有机会脱颖而出。 威廉姆斯指出了最近一篇赫尔穆特·卡茨格拉伯的论文作为支持，以及谷歌量子人工智能实验室团队关于D-Wave Two 基准测试的博文。 威廉姆斯还表示，南加州大学的伊泰·亨在最近的演讲中概述的那种问题可能指向更好的基准测试问题。
任何涉足 D-Wave 争议的局外人都可能会想：为什么再次如此难以解决这场辩论？ 特罗耶在一封电子邮件中很好地解释了这一点，所以我将完整地引用他的话
这里尤其困难，因为他们 [D-Wave] 使用的量子比特的相干时间非常短，只有几个纳秒，而执行一次退火运行的总时间为 20 微秒。 因此，量子比特仅在总时间的一小部分内是相干的，这就提出了一个问题，即它们是否“足够相干”或“足够量子化”以显示量子加速。
更复杂的情况是我们不知道理论上即使是完全相干的量子比特对于他们感兴趣的优化问题类型是否会提供任何优势（量子加速）。 因此，如果一个人运气不好，即使是完美的量子比特也可能不会提供任何优势，而如果一个人幸运的话，即使使用相干时间短的不完美量子比特，也可能会看到量子加速。
由于这两个原因——量子加速的未知潜力和短相干时间的未知影响——需要实验性地研究量子加速的潜力。 这就是我们在论文中旨在实现的目标，我们在论文中开发了一种可靠检测任何潜在量子加速的方法。
科林·威廉姆斯告诉我，“在未来六个月左右”，我们将看到新的结果表明，在给定正确的问题的情况下，D-Wave 机器确实比经典退火器更快。 如果 D-Wave 确实显示出量子加速，那将是一件大事——特罗耶说，这是一项“巨大的进步”。 尽管如此，量子计算在未来几年仍将面临艰难的跋涉。 特罗耶说：“即使存在量子加速，要使它成为真正的设备也面临着巨大的挑战。 要使其作为产品有用，他们还有很长的路要走，即使 [量子加速] 已经得到证明。”
前天晚上，我向一位碰巧在城里的物理学家朋友提到了特罗耶的论文。 他即将在欧洲完成博士后研究，并正在考虑下一步该做什么。 他刚刚拒绝了一家大型私人企业提供的量子计算研究工作，因为时机不合适——他不得不提前离开他的博士后研究，而且，他说，这样的工作可以等待几个月。 时间还很充裕。 在任何人拥有实用的量子计算机之前，还需要一段时间。
我怀疑特罗耶也会同意。