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北大教授两次质疑"九章",研究团队发文回应,网友:隔行如隔山

2021-03-22 综合报道 阅读:
去年,量子计算原型机“九章”的问世,被业内人士定义为我国达到了“量子霸权”的里程碑。不过,北京大学教授涂传诒曾先后两次发文质疑“九章”,目前,“如何看待北大涂传诒院士等人质疑「九章」:不是量子计算机、没有实现「量子霸权」?应该如何正确认识?”这一话题已登上知乎热榜,浏览数超 119 万。

去年12 月 4 日,中国科学技术大学宣布了由潘建伟、陆朝阳领衔的研究团队构建了 76 个光子 100 个模式的量子计算原型机“九章”。相关研究成果发表于国际学术期刊 Science,题为 Quantum computational advantage using photons(用光子进行量子计算的优越性),其速度比目前世界排名第一的超级计算机日本“富岳”快一百万亿倍,比2019年谷歌发布的53个超导比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍。Gnuednc

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消息一出,大家都被“我国成功达到量子计算研究第一个里程碑量子计算优越性(Quantum Computational Advantage)”的新闻刷屏,这一里程碑式的进展代表着我国达到了“量子霸权”。Gnuednc

同时也引起了国外媒体热议:Gnuednc

  • 《科学》杂志审稿人评论,此项成果是“一个最先进的实验”、“这个实验不存在争论”、“这个实验技术挑战非常巨大”。
  • 英国物理学会托马斯·杨奖章获得者、英国剑桥大学教授梅特·阿塔图尔克评价这一成果:“通过这项工作,我们进入了量子技术应用的时代,与传统方法相比,我们取得了可触及的优越性。”
  • 加拿大卡尔加里大学教授、量子科学和技术研究所所长Barry Sanders说:“为了获得此结果,他们必须解决许多非常困难的技术问题。仅仅在技术层面上,他们所取得的成就也令人印象深刻。这是人们梦寐以求的实验,他们做成了,让梦想走进现实。”
  • ......

不过,北京大学教授涂传诒曾先后两次发文质疑“九章”,目前,“如何看待北大涂传诒院士等人质疑「九章」:不是量子计算机、没有实现「量子霸权」?应该如何正确认识?”这一话题已登上知乎热榜,浏览数超 119 万。Gnuednc

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北大教授涂传诒两次发文质疑“九章”

大家都沉浸在赞叹之中,这时出现了一个不同的声音,北京大学教授涂传诒先后两次发文质疑:“是量子计算,还是光学实验?”、“对“九章-光量子计算机” 的理解”。Gnuednc

公开资料显示,发出质疑声音的涂传诒教授,系空间物理学家、中国科学院院士、第三世界科学院院士,也是北京大学地球与空间科学学院教授、博生生导师。涂传诒教授 1964 年毕业于北京大学地球物理系,主要研究领域包括空间物理学、太阳风湍流、太阳风动力学与日球层物理等。Gnuednc

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涂传诒教授两次通过北京大学空间物理研究所官方微信号“pku 空间所”发文。Gnuednc

第一次质疑发表于2020 年 12 月 21 日,题为《杂谈|是量子计算,还是光学实验?》(详见:https://mp.weixin.qq.com/s/waFMuACgw91h3G6Ok5hapQ),围绕“是物理实验还是量子计算?”、“与超级计算机速度的比较有意义吗?”两方面展开。Gnuednc

文章开篇首先表明:Gnuednc

对于实验的先进性、实验解决的问题、实验技术的挑战,没有争论。Gnuednc

不过涂传诒教授认为,从论文的标题《用光子进行量子计算的优越性》就可看出,作者认为其用光子做的实验就是量子计算。Gnuednc

文中提到:Science文章报道的“高斯玻色取样”(Gaussian boson sampling)的物理实验中,各个中间过程中,都是真实发生的物理过程,这些物理过程都是“玻色取样”要求的。整个过程没有引入任何基于物理规律的计算。这显然是一个物理实验过程,而不是任何计算过程。Gnuednc

实际上Science文章正文明确认为他们所做的是实验,而不是计算。该文用下面的句子开始描述“九章”机器,“We name our GBS machine Jiuzhang. We start describing the experimental results from…”, (我们把我们的GBS机器名为“九章”, 我们从…… 开始描述实验结果)。这表明,“九章”机器是用来做实验的。Gnuednc

虽然该文认为所获得的结果都是实验得出的结果,但是该文标题是“用光子进行量子计算的优越性”。Gnuednc

该Science文章出现了自相矛盾的观点。Gnuednc

既然Science文章获得的结果来自于实验,那么将实验获得结果的速度与超级计算机数值模拟的速度比较有没有意义?“九章”机器通过物理过程来实现的速度,是物理模拟实验的速度,不能与任何计算机数值模拟的速度比较。Science文章的这种比较,没有意义。Gnuednc

总结下来,涂传诒教授认为该论文导致如下争议的出现:Gnuednc

  • 模拟“高斯玻色取样”的过程是物理实验还是量子计算?
  • 实验装置是不是量子计算机?
  • 实验获得结果的速度与超级计算机数值模拟该项任务的速度比较是否有意义?

所以涂传诒教授的结论是:Gnuednc

研究混淆了“实验”与“计算”的概念,所做的光学实验与量子计算无关,“九章” 机器不是量子计算机,不能直接显示量子计算的优越性(霸权)。Gnuednc

他也在文章中明确了一点:讨论这些问题不涉及学术,但这是社会关心的热点问题,讨论这一问题,对于厘清相关名词和语言的概念是重要的,对于准确描述相关科技现状是重要的,对于公众的理解是重要的。Gnuednc

第二次质疑发表在2021 年 3 月 11 日,题为《对“九章-光量子计算机” 的理解》(详见:https://mp.weixin.qq.com/s/iZySLyxOmHrl3Mq4JaZKxw)。Gnuednc

在这篇文章中,涂传诒教授提到:Gnuednc

虽然研究团队在论文发表后通过网上直播讲座声明九章是“专用量子模拟机”或“量子硬件处理器”,但该论文仍在公众中造成严重误导。Gnuednc

涂传诒教授表达的逻辑有这样两层:Gnuednc

论文发表前经过了严格评审,且其评审人恰是 7 年前提出“玻色采样”实验项目文章的作者 Scott Aaronson,因此人们自然会将“光量子计算机”理解为是一台通用量子计算机,认定中国的“量子计算机”显示了量子计算的优越性。Scott Aaronson 7 年前的文章明确指出,玻色采样实验没有通用量子计算机的功能,且玻色采样的目的不是数学计算。因此,该研究结果不符合审稿人本意。文章中,涂传诒教授对相关概念进行了界定、对概念的混淆和误导进行了讨论,并指出:Gnuednc

从任何角度说,玻色采样实验都不是计算过程,也不是模拟过程,与量子计算也没有任何关联;九章机器就是玻色采样的实验设备,与通用量子计算机没有任何关联。Gnuednc

值得一提的是,他也表示:Gnuednc

在撰写这篇评论过程中咨询过多位专家,并与该文作者通过电子邮件进行了有益的讨论。Gnuednc

潘建伟团队回应

对于涂传诒教授的两次质疑,近日,潘建伟教授和陆朝阳教授也发文回应:“九章”作者对涂传诒先生等若干网络评论文章的回复。Gnuednc

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对于涂传诒教授的两个质疑:Gnuednc

1、“九章”不是量子计算机,没有实现量子计算优越性。Gnuednc

2、 “九章”论文和中国科大的新闻稿使民众误认为实现了通用量子计算机。Gnuednc

潘建伟教授和陆朝阳教授给出如下回答:Gnuednc

1、根据量子信息领域国际学术界长期确立的定义和共识,“九章”毫无疑问是光量子计算机。根据严格的计算复杂度证明、实验数据论证、国际评审以及广泛的同行评价,“九章”在目前最好的理论框架下,明确无误地实现了量子计算优越性。Gnuednc

2、“九章”论文和中国科大的新闻通稿都清楚地表明了“九章”实现了量子计算三个里程碑中的第一个里程碑“量子计算优越性”。凡是认真阅读过九章论文和新闻稿的读者,都不会误解“九章”是通用量子计算机。Gnuednc

两位教授认为,研究成果遭到质疑,可能是因为“涂先生和部分科学爱好者对于量子计算和玻色取样的专业概念的理解存在偏差”。Gnuednc

文章中,两位教授论证、强调了以下几方面:Gnuednc

涂先生说的“量子计算机这一说法没有出处”显然与事实不符。“九章”光量子计算机这一名词的使用完全符合国际学术界长期建立起来的规范和标准的定义。在现代科学高度细化的今天,即使是同一个大领域的学者也无法很快详细了解一个子方向的细节和物理意义。因此,现代科学的通行规则是由专业的小同行来进行学术评价。而根据国际专业评审以及广泛的同行评价,“九章”在目前的理论框架下明确无误演示了量子计算优越性。考虑到舆论环境、创新氛围,部分领域学者对于科技创新的新名词可能抱有非常传统和保守的态度,为避免引起外界的过度解读,中国科大课题组在多方面努力采取了更为中性的表述。在线上直播中,课题组成员借用了更加细化的称呼,这些说法丝毫不削弱工作本身的重大科学意义,也不该被断章取义。Gnuednc

文章最后,两位教授表示:Gnuednc

量子信息科学从本世纪初在国内甚至被认为是伪科学,到目前成为几乎所有发达国家的重大战略,该领域也是一直在质疑声中不断成长和被接受。在这个过程中,我国已经逐步取得了在量子通信领域领跑和在量子计算领域并跑的公认的国际地位。我们会继续充满着极大的感恩、耐心和信心,努力取得更好的成绩回馈社会。Gnuednc

网友:隔行如隔山?

EDN小编认为,此次的争议其实就是定义(取名)的问题,也有不少网友指出,“还是那句话,外行不能指导内行。回应说理解存在偏差,其实就是说你不懂,隔行如隔山。真理越辩越明。或许这次争论也能带来不同的价值。”Gnuednc

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参考资料:Gnuednc

  • https://www.zhihu.com/question/435956971
  • https://mp.weixin.qq.com/s/waFMuACgw91h3G6Ok5hapQ
  • https://mp.weixin.qq.com/s/iZySLyxOmHrl3Mq4JaZKxw
  • https://mp.weixin.qq.com/s/mL37h4ZLVc-NmdmxN_kGWA
  • https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1460
  • https://www.space.pku.edu.cn/team/faculty/304896.htm
  • https://news.ustc.edu.cn/info/1055/73418.htm

责编:DemiGnuednc

  • 啥都别说了,算一个合肥地区的天气预报试试再说
  • 万里长征第一步,至少也是走出了一步,不管你说是转移也好,逃跑也罢,能走出这一步就有希望。死守在根据地里嘲笑别人是逃跑,最后结局是啥?
  • 最讨厌动不动“国人国人”的,你不是国人?你以为自己超脱了?
  • 不要侮辱百姓的智商!支持凃院士!
  • 总之,熟话说欲速则不达,人类科学创新非一朝一夕。
    “演示了量子计算优越性”和实现了量子计算优越性,名可名非常名,道可道非常道。
  • 北大的教授现在只剩下蹭热度了!
  • 专业的事由专业的人操心,凑热度还是用电炉热得快!
  • 国人的吹牛皮和扯淡能力,全球数一数二,吃瓜群众看着热闹就好。
  • 我很佩服综合报道这些专家论点的作者
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