一项新研究展示了量子计算的“无条件”优势，即在不依赖任何未经证实的理论假设下，证明了量子计算机在信息处理资源上优于经典计算机。研究人员设计了一个特定任务，经典计算机需要至少 62 到 382 比特的内存才能完成，而一台拥有 12 个量子比特的量子计算机则轻松解决。这一成果被称为“量子信息霸权”，为量子计算领域树立了新的里程碑，证明了现有量子处理器已能驾驭其巨大的潜在计算空间。
一项新的量子计算里程碑
德克萨斯大学奥斯汀分校与 Quantinuum 公司合作，在一台先进的离子阱量子计算机上实现了一项突破。他们构建了一个计算任务，旨在直接比较量子与经典计算机所需的信息资源（即内存空间）。
- 经典计算机的局限： 经证明，任何最高效的经典算法要解决这个任务，都需要 62 到 382 比特的内存。
- 量子计算机的效率： 而 Quantinuum 的 H1-1 量子计算机仅用 12 个量子比特就完成了同样的任务。
我们的结果提供了迄今最直接的证据，表明当前存在的量子处理器能够生成和操控足够复杂的纠缠态，从而利用希尔伯特空间的指数级增长潜力。
这项成果的关键在于，它首次在没有附加条件的情况下，展示了量子信息资源的优越性。
为什么这种优势是“无条件的”？
过去，所谓的“量子优势”或“量子霸权”演示都带有一些重要的附加条件，这使得它们的说服力打了折扣。
- 贝尔不等式测试： 虽然证明了量子力学的独特性，但这些测试本身并非计算难题。
- 随机线路取样实验： 这类实验的经典计算难度依赖于未经证明的复杂性理论假设。换句话说，人们只是“猜测”经典计算机难以模拟，但没有严格证明。
而这次的成果完全不同。它不依赖任何未经证实的猜想，而是通过数学证明，明确了一个经典算法解决该问题所需的最小内存，并用实验展示了量子计算机可以用远少于此的资源完成任务。这种优势形式，研究者称之为 “量子信息霸权” (quantum information supremacy)，代表了量子计算的一个全新基准。
先进硬件是关键
这项实验的成功离不开近年来量子硬件的飞速发展。
这一点至关重要：仅仅在几年前，用当时的量子计算硬件是无法实现这一点的。
实验所使用的 Quantinuum H1-1 囚禁离子量子计算机，其双量子比特门的保真度中位数高达 99.941(7)%，这种高精度是操控复杂量子态、展示量子优势的基础。
关于“阴谋物理学”的旁注
在另一个不相关的话题中，《华尔街日报》的一篇文章探讨了“阴谋物理学”的兴起，即一种对科学权威人物的普遍不满情绪。文章引用了该博客作者的观点，用以描述这种现象的特点：
任何被视为“主流建制派”的人都面临着几乎无法逾越的举证责任，而任何被视为“叛逆者”的人，只要在主流理解中找到任何一个漏洞，就能默认获胜。