「九章」量子计算机问鼎世界“量子霸权”,它比世界霸主谷歌的「悬铃木」快一百亿倍!这无疑是2020年中国科学界头条新闻。从媒体和大众的兴奋度来看,纳税人对「九章」的期望值甚至高于“两弹一星”,大家真心希望「九章」能像“两弹一星”一样,成为保中华大地百年平安的镇国之宝、助中华民族伟大复兴的国之重器。
根据公开的信息,仅仅为了回答SCIENCE审稿人的一个小问题,「九章」团队就多花了40多万美元,「九章」之文到底烧了多少钱?估计用一字万金来形容也不为过。在“破四唯”的背景下,一篇SCIENCE论文已不足为中国科学的兴奋点,能否让中国科学在某些关键方向突破“卡脖子”核心技术难题、真正取得霸权地位才是焦点所在,「九章」真霸了吗?
量子科技已成为国家战略,作为一名纳税人、一名长期从事纳米光电功能材料、光量子输运、凝聚态量子物理的理论设计、数字计算、实验制备的科研工作者,我有权利也有责任对「九章」的科学创新性、重要性和技术实用性、可靠性提出公开质疑,同时,希望「九章」团队对问题进行公开回应,无论对国家还是对每一位纳税人,这是你们必须履行的义务和责任。
根据「九章」论文和团队主要成员自述,研制「九章」的核心基础和理论根据是量子纠缠,也就是我们常听到的“鬼魅般”的超距相互作用,但是,「九章」真纠缠了吗?「九章」真计算了吗?
质疑一:「九章」光子,经典还是量子?
关于光子,物理学界有两种水火不相容的矛盾解读,一种是经典无纠缠粒子、另一种是量子纠缠波。前者根据牛顿力学:F=ma,F=0、m=0、a=0,所以,经典认为光子是以不变光速c做直线运动的惯性粒子,在给定初始条件,经典光子是有唯一确定的运动轨迹,我们可以精确定位它在任意时刻的空间位置。后者遵循量子力学测不准原理:ΔxΔp≥h/4π(h是普朗克常数),由于相对论的光速不变原理的限制(Δv=0,Δp=0),有Δx=∞,所以,量子认为光子是不允许有运动轨迹和确定空间位置的,它“鬼魅般”地随机出现 在宇宙的任何地方。
但根据团队的介绍,「九章」可以非常精确地控制光子的运动轨迹和位置(潘建伟语:光子传输一百公里距离,偏差小于一根头发丝的直径),这显然违背量子力学测不准原理。「九章」光子是经典还是量子?团队必须给出明确的答案。
质疑二:一个一个光子还是一团一团光波?
一方面团队潘建伟和陆朝阳教授说:「九章」可以保证每次只放出1个光子,且每个光子一模一样;另一方面团队袁岚峰教授却说:「九章」输入的是一团团相互关联的光波。到底是一个一个光子还是一团一团光波?如果是后者,就是经典普通物理的脉冲光,那么团队研制量子计算机的实验基础已经错了。
另外,根据团队公开的「九章」实物图(如上),「九章」在计算时,整台“计算机”被红蓝光所笼罩,作为基本物理常识,被用作计算的单光子是看不见的,这些一团团红蓝光子从何处来?
质疑三:「九章」制备的是纯正的单光子吗?
要利用光子的量子纠缠性质,必须能连续稳定地制备纯正的单光子序列(强调一下,不是加引号的伪“单光子”!),目前,这是人类尚未攻克的技术难题。
不同于实物粒子(比如电子),光子是永不停息、没有静止质量的能量子,纯粹的单光子还具有天生的“不可被测量性”,通常情况它不被人类发现,可一旦有人通过测量等手段发现它,它就“死给你看”(光子能量瞬间被吸收转换为曝光痕迹)。那么,团队是如何确保并确认「九章」每次只“放出”一个光子且能被用于纠缠计算?
质疑四:光子的量子纠缠物理机制是什么?
光子之间“鬼魅般”量子纠缠只是一种科学假设,其物理机制仍然是物理学的未解之谜,玻尔、费曼等大师都说世上无人真正懂量子纠缠,团队的潘建伟教授在CCTV等公开场合也坦承自己不懂量子纠缠。
请指教,「九章」团队是如何利用自己完全不懂的一个假设,成功制造出世界最厉害的量子计算机?你们又是如何利用没有数学表达式的量子纠缠进行纠缠计算?
质疑五:「九章」是计算机吗?
计算机(不管个人、超级、网络、生物、量子)都应该由硬件系统(CPU、内存、主板、硬盘驱动器等)和软件系统(应用程序、操作系统等)所组成,它们不仅有数值计算、逻辑计算能力,还具有存储记忆功能。
但是,我们在「九章」身上找不到任何计算机硬件元素,我们也不知道「九章」用什么计算语言(FORTRAN?C++?),甚至不知道「九章」运用的是几进制(二进制?十进制?)。更让人匪夷所思的是,团队教授介绍说:「九章」根本不需要安装任何操作系统,因为它天生自带“系统”。斗胆问一句,无硬件、无软件、无操作的“三无”「九章」是计算机吗?
质疑六:「九章」为什么不演示大数分解?
众所周知,造量子计算机最重要的理由是要破解RSA密码(大质因数分解),已知用超级计算机来分解一个400位的大数大约需要60万年,根据「九章」团队的介绍,「九章」原型机已拥有非常强悍的计算力,超级计算机需要算1200亿年的问题,「九章」只需10小时!
是骡是马拉出来遛遛,团队不应该首拿400位的大数小试牛刀秀肌肉?秒秒钟让全世界信服的事情,何须煞费苦心地玩“高斯玻色采样”这种掷骰子的无聊游戏?真相是「九章」不会加减乘除,1+1都算不出来。
根据以上六点,本人有99%的把握下结论:「九章」仅仅是一台干涉仪(或光子随机采样模拟机,从功能的角度(如上图),「九章」更像是一台照相机),「九章」不涉及量子纠缠、也不懂计算。有人定会觉得下此结论太草率了,稍等片刻,我可以请「九章」团队补上1%。
俗话说的好:外行看热闹,内行看门道。当万众被「九章」华丽的数字惊呆的时候,作为多年从事数值计算的科农(科技码农)颇不以为然地表示呵呵,比「富岳」快一百万亿倍,这很难吗?「九章」团队既当运动员又当裁判员,让「富岳」算到宇宙毁灭难道不是洒洒水的事情?「九章」真想与「富岳」比计算力,那就请第三方出一道程序计算题目,两台机器同时开机运算,谁先算出正确结果谁赢,我敢打赌「九章」不敢接受挑战。在公平比赛的前提下,真论计算能力,全世界任何一台计算机都可以轻松击败「九章」,因为「九章」真实的计算力等于零。
让我说「九章」的故事很简单,「九章」做了一个实验得到一张图(相当于相机拍了一张照片),再让「富岳」去模拟一下实验结果(相当于让电脑画像),拍照时间比画像时间短,一点也不奇怪。「富岳」模拟「九章」可粗分 三步:1、根据真实的「九章」进行建模(简化的物理模型),2、考虑需要哪些参数才能更真实地模拟实验,3、编程计算,反复调整优化模型、参数、计算精度等,直到与「九章」结果一致。
像「九章」这么复杂的系统,「富岳」要考虑的参数有无穷多:除了光子-光子纠缠相互作用,还有光子-电子、光子-声子、等离激元、边界、界面、晶格、折射率、介电常数、温度、反射、散射、吸收、干涉、衍射等等,增加一个参数、提高一点精度,计算量就可能几个量级地暴增,别说76个光子,2个光子都能让「富岳」算不动。
千万别被诱导了!我不关心「九章」博眼球的时间和速度,我所关心的是「富岳」如何具体计算光子纠缠相互作用?具体一点,「九章」团队怎样给「富岳」的光子纠缠哈密顿矩阵赋值?其实我早有答案,团队并没有让「富岳」算纠缠,因为世上能写出纠缠相互作用哈密顿量的人还没出生。也许会有人出来叫板:别人写不出来,凭什么说潘建伟先生写不出来?这个问题不难回答,潘建伟先生如果写出量子纠缠哈密顿量,他可以直接拿着公式到瑞典领奖,没必要这么辛苦地玩量子通信、量子计算机。
接下来做个简单逻辑推导,∵【「九章」的创新点和卖点是神秘的量子纠缠,团队认为「九章」有“惊人的计算力”是由于光子纠缠相互作用导致的】and 【「富岳」在无法考虑任何纠缠作用情况下,算出与「九章」一样的结果】,∴【「九章」的结果与纠缠无关】→【「九章」无量子纠缠】→【「九章」团队错了】。
「九章」团队玩的是很拙劣的“挂量子卖经典”的骗戏。完完全全地根据一个无人懂、无法用数学公式表达的假说造计算机,已经够玩笑了,居然宣称造成了、而且还是天下第一,能不能不开这种国际玩笑?在谎言像病毒一样肆虐的时代,相信 科学家对真理的追求、对真相的坚守仍然是最打动人心的正能量,本人愿意为本文的每一个字负责,同时愿意接受「九章」团队对本文质疑的一切挑战。
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