量子計算機神速驚人，9000年計算僅需5分鐘

哈嘍，大家好，今天小墨這篇評論，主要來分析量子優越性的驗證困境，拆解超高速量子計算的答案可信性難題。

量子計算機宣稱幾分鐘就能完成傳統超級計算機數千年的任務，這樣的算力飛躍確實震撼?？梢粋€關鍵問題擺在面前，我們該如何確認這些超快計算的答案是正確的？

這個被稱為量子優越性 “誠實性” 的難題，正在成為量子計算從實驗室走向商業應用的最大攔路虎。好在斯威本科技大學團隊提出了一套解決方案，讓普通筆記本電腦幾分鐘內就能檢驗那些理論上需要 9000 年才能驗證的量子計算結果。

傳統計算的驗證邏輯很簡單，靠冗余檢驗就能實現。一個復雜計算可以用不同算法在不同系統上重復執行，結果一致就說明答案可信。

量子計算徹底打破了這種邏輯。它的核心悖論在于，當它解決了經典計算機無法處理的問題時，最直接的驗證方法也就失效了。畢竟經典計算機連重新計算一遍都做不到，自然無法核對結果。

建造第二臺量子計算機交叉驗證也不現實，同樣會面臨可信度的質疑。當前最有希望實現量子優越性的技術路線是高斯玻色子采樣器，這類設備利用光子生成復雜概率分布，計算復雜度隨光子數量呈指數級增長。

目前實驗已用到上百個光子和數百個模式，對應的計算量遠超任何現存超級計算機。2024 年 12 月谷歌發布 Willow 芯片聲稱實現新的量子優越性里程碑，隨即就引發驗證方法的激烈爭論。量子計算理論家吉爾?卡萊直接質疑，在保真度只有千分之二的情況下，如何確認系統是在執行量子計算而非產生偽隨機噪聲。

我國科學技術大學的科研團隊也遇到過類似困擾。據新華社 2026 年 1 月 5 日報道，該團隊在開展高斯玻色子采樣實驗時，曾得出一組看似突破量子優越性的結果。但由于缺乏有效的驗證手段，無法確定結果是真實算力體現還是實驗噪聲干擾，最終不得不暫停相關成果的發布。

斯威本大學團隊的解決方案跳出了完整重現計算的思維定式，靠數學技巧提取可高效驗證的特征。他們利用正 P 表示法等相空間模擬技術，將量子態映射到經典概率分布上。

完整模擬雖然仍不可行，但可以計算低階關聯函數或邊緣概率分布這類統計量。通過對比理論預測和實驗測量的這些特征，就能判斷量子系統是否按預期運行。如果出現顯著偏差，就說明實驗裝置存在額外噪聲。

團隊用這種方法檢驗一項需 9000 年經典計算的實驗時，就發現生成的概率分布與理論目標有差異，成功定位了額外噪聲源。這種驗證雖不是完整的，不能 100% 保證答案正確，但能識別明顯錯誤并量化系統性能，關鍵是普通筆記本電腦幾分鐘就能完成。

加州理工學院也在開發類似方法，通過構造特殊測試問題，讓經典算法能高效驗證答案的某些性質。這類方法在復雜性理論中被稱為交互式證明系統，為量子計算驗證提供了更多思路。

驗證方法還揭示了更深層的問題，當量子系統存在噪聲時，它是否還能保持計算優勢？如果誤差導致系統實際執行的是經典可模擬過程，那量子優越性的聲稱就站不住腳。

斯威本團隊下一步就是要明確他們發現的額外噪聲，是否會讓實驗結果能用經典算法高效復制。這個問題直接關系到系統是否保留了量子本質。

國際上相關布局已展開，DARPA 在 2026 年啟動量子基準測試計劃，旨在建立標準化的驗證確認方法，評估量子計算機的工業應用價值。IBM 設定了 2026 年底實現量子優勢、2029 年實現容錯量子計算的目標，微軟等公司也在競相開發糾錯量子機器。

我國在這一領域也在發力，據科技日報 2026 年 1 月 10 日報道，中科院量子信息重點實驗室正在推進量子計算驗證平臺建設。平臺整合了多種經典驗證算法，可針對不同類型的量子計算任務提供針對性驗證方案，目前已完成對多款國產量子原型機的初步驗證測試。

從哲學層面看，這一問題還挑戰了科學基本原則?？茖W方法依賴可重復性和獨立驗證，當實驗需要數千年才能重復時，相關原則如何適用就成了新課題。研究者們提出概率認證概念，通過積累足夠統計證據量化結果可信度，或是利用量子糾錯碼實現系統自我驗證。

量子計算的驗證難題是技術走向成熟的必經考驗。隨著各類驗證方法的完善和標準化體系的建立，超高速量子計算的答案可信度將逐步得到保障。

未來量子計算在藥物設計、材料模擬等領域的價值，也將在可靠驗證的支撐下逐步釋放。