我還記得...

當(dāng)我還是個年輕的物理學(xué)書呆子時，我就注意到了量子計算的趨勢。我想，如果我的畢業(yè)論文項目沒有大的進(jìn)展，也許我可以加入這個行列（但事實并非如此）。我設(shè)法爭取到邀請參加戈登會議，并在一個巨大的皮革筆記本上寫滿了理論涂鴉，包括2-3篇論文的材料。我對我的成果并不真正有信心，我也想不出辦法將它們轉(zhuǎn)化為涉及物質(zhì)的實際內(nèi)容，所以我很高興地轉(zhuǎn)向商業(yè)世界中更好的事情。

當(dāng)我說量子計算是一個胡扯的領(lǐng)域時，我并不是說這個領(lǐng)域的所有東西都是胡扯的，盡管從第一性原理上看，這似乎是近似正確的。我沒有一個數(shù)學(xué)證明，證明量子計算至少在理論上是可行的。 我也沒有數(shù)學(xué)證據(jù)證明我們可以或不可以制造K. Eric Drexler（德雷克斯勒）幻想中的人造細(xì)菌的納米技術(shù)。然而，我知道這兩個領(lǐng)域都是胡說八道。這兩個領(lǐng)域都涉及到形成新的物質(zhì)種類，而我們根本不知道如何構(gòu)建。這兩個領(lǐng)域都沒有一個合理的“第一步”來使他們的巨大主張成為現(xiàn)實。

德雷克斯勒和他的“納米技術(shù)專家”追隨者認(rèn)為，由于我們知道薛定諤方程，我們可以從任意形式的物質(zhì)中制造人工形式的生命。這是無稽之談；沒有人對物質(zhì)或生命的細(xì)節(jié)有足夠的了解，可以做到這一點。也有合理的熱力學(xué)、化學(xué)和物理證據(jù)反對這種觀點。我已經(jīng)在這個問題上發(fā)表了很多意見，在這一點上，我在納米技術(shù)方面顯然是正確的，沒有人可以爭辯。一代可能成為頂級化學(xué)家或材料科學(xué)家的人，在追隨這些被夸大、毫無價值的胡言亂語時，浪費了他們早期的創(chuàng)造性職業(yè)生涯。數(shù)十億美元被浪費在垃圾和一廂情愿的老鼠洞里。法律界的笨蛋們撰寫了監(jiān)管制度的法律審查，以保護(hù)我們免受這種不存在的技術(shù)的影響。實際上，我們在2003年和2005年舉行了國會聽證會，探討了這種無稽之談。俄羅斯人建造了一個納米技術(shù)公園，以實現(xiàn)本該在現(xiàn)在發(fā)生的萬億美元的納米技術(shù)經(jīng)濟(jì)。

同樣地，“量子計算”愛好者希望你忽略一個事實，即他們對如何建立和操作實現(xiàn)量子計算所需的物質(zhì)的量子相干形式?jīng)]有任何頭緒。缺少一個真正能夠?qū)?shù)字21進(jìn)行因式分解的量子計算機(jī)。實際上，將數(shù)字15分解成3和5的因式分解也有點像魔術(shù)，因為他們是在已知答案的情況下設(shè)計實驗的，因此如果我們不知道如何分解15的因式分解，就會錯過所需的門。實際上，一個n位數(shù)的因數(shù)分解需要的門數(shù)是72 * n^3，因此對于15而言，需要4位數(shù)，即4608個門；這不會很快發(fā)生。

我和一個朋友在一家不錯的餐廳，它位于美國一家大學(xué)附近，進(jìn)行了這次談話。我們的服務(wù)員很驚訝，并分享了他在量子計算方面的博士論文，這讓我的伙伴相信了我的懷疑論是有道理的。事實上，他指責(zé)我安排了這件事。雖然我沒有，但我有動力去寫這篇文章，以防止未來的常春藤大學(xué)博士水平的人才不得不靠給幾個金融書呆子送牛排謀生。

八年前，我提出了反對量子計算作為一個領(lǐng)域的論點，基于沒有可觀察到的進(jìn)展的事實。這個論點至今仍然有效。沒有可觀察到的進(jìn)展發(fā)生了。然而，八年是一個非常長的時間。許多博士論文已經(jīng)取得了成果，其中許多人已經(jīng)走上了職業(yè)生涯，其中一些人甚至涉及為像我這樣的人帶來美味的牛排。在這段時間里，數(shù)以百計的量子計算騙子取得了終身職位。根據(jù)Google Scholar的數(shù)據(jù)，從那時起已經(jīng)有100萬篇關(guān)于這個主題的論文。

量子計算的夸張高峰

現(xiàn)在有數(shù)十家主要的公司在資助量子計算工作，包括IBM、谷歌和微軟。當(dāng)然，還有D-Wave公司，該公司自1999年以來一直設(shè)法存在，幾乎25年了，卻沒有真正提供有用的量子計算產(chǎn)品。有多少錢被這些投入垃圾桶？有多少錢可以用來建造有用的東西，比如普通的模擬或隨機(jī)計算機(jī)？這些公司沒有提供有用的量子計算機(jī)，甚至沒有一個有用的糾錯的量子比特。我想我不會為花在這些努力上的錢流太多的眼淚。在我的理想世界里，這些公司都將被拆散或被迫資助貝爾實驗室的登月努力。大多數(shù)風(fēng)險投資家都是騙子，他們的錢應(yīng)該被用在其他地方。

我確實為那些被這種庸人自擾的年輕人感到難過。你最好閱讀古希臘語，而不是學(xué)習(xí)一個最終需要為像我這樣的公立學(xué)校孩子提供牛排的“技術(shù)”科目。你最好成為一名驅(qū)魔人或風(fēng)水師，而不是獲得“量子計算”的博士學(xué)位。

作為一個經(jīng)驗主義者和現(xiàn)象學(xué)家，我認(rèn)為，在人類歷史上缺乏一個糾錯的量子比特就足以證明這不是一個足夠嚴(yán)肅的領(lǐng)域，沒有理由使用“領(lǐng)域”這個詞。坦率地說，它的大部分都是騙局。在人們意識到這不是規(guī)范的科學(xué)或合理的領(lǐng)域之前，已經(jīng)有足夠的時間來收集任期和榮譽(yù)。

就像我去年所說的那樣，

只需要看看歷史：在馮-諾伊曼和其他理論家之前，我們已經(jīng)擁有工作的數(shù)字計算機(jī)。我們有成千上萬的 "工程師 "和 "科學(xué)家 "在為一臺沒有人知道如何構(gòu)建的機(jī)器編寫軟件，研究一個不存在于物質(zhì)世界的課題。這些人將他們的職業(yè)生涯貢獻(xiàn)給了一個虛無縹緲的目標(biāo)。這種智力上的放屁除了 "欺詐 "這個超負(fù)荷的術(shù)語之外沒有更好的詞來形容。

現(xiàn)在， "計算機(jī)科學(xué)家 "們已經(jīng)加入了這個腐爛的行列。他們沒有為我們的學(xué)科增添任何知識，而且據(jù)我所知，他們的教育背景永遠(yuǎn)不會使他們達(dá)到這個水平。 "計算機(jī)科學(xué)家 "們沒有接受過適當(dāng)?shù)牧孔恿W(xué)教育，他們中的大多數(shù)人從未在現(xiàn)實中制造過放大器，制造過調(diào)幅收音機(jī)，也從未關(guān)注過噪聲在物質(zhì)世界中的作用。

這些自命不凡的人居然認(rèn)為量子計算的唯一問題是一個工程問題。當(dāng)我讀到這樣的言論時，我?guī)缀蹩梢月牭剿麄冟止局@只是一個工程問題。 假設(shè)為了爭論而假設(shè)這是真的。在1738年伯努利效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)后，SR-71的制造僅僅是一個純工程問題。在1760年，如果有一百或一千個人把制造SR-71的技術(shù)視為他們的職業(yè)，這是否合理？顯然不合理。

曾經(jīng)，物理學(xué)家是嚴(yán)肅而勇敢的人，通過實驗來理解現(xiàn)實。但不知何故，這種血淋淋的嚴(yán)肅態(tài)度已經(jīng)消失，被一群沉迷于理論的人取代，他們只偶爾接觸實際物質(zhì)。我認(rèn)為這種疾病始于20世紀(jì)60年代牛津大學(xué)“功利主義”的崛起。二戰(zhàn)后的新自由主義想法認(rèn)為，像愛因斯坦這樣的天才可以從農(nóng)村中大量培養(yǎng)出來。但實際上，農(nóng)民仍然是農(nóng)民，世界上愛因斯坦的總數(shù)，甚至只是像愛因斯坦一樣認(rèn)真思考物理學(xué)的人數(shù)，可能都只有一個固定的數(shù)字。然而，要創(chuàng)造出一大群自戀、自負(fù)、有著特殊工作成果的“瘋狂家伙”，真的非常容易。你只需要教他們?nèi)绾沃圃煲恍┝钊擞∠笊羁痰臄?shù)學(xué)符號，崇拜科學(xué)，并讓他們的“成果”遠(yuǎn)離任何做實驗的實際人員。

這樣一大批“巨無霸”物理學(xué)家的存在，使得任何真正的物理學(xué)進(jìn)步都不可能不殺死他們幾代人。一些重大的、迫在眉睫的、重要的物理學(xué)問題，可能只有那些一生中只有一次的物理學(xué)家才能回答，自20世紀(jì)60年代以來，這些問題一直沒有取得任何進(jìn)展。約翰·霍根寫了一本書，指出科學(xué)（特別是物理學(xué)）自牛頓時代以來幾乎沒有取得任何可觀測的進(jìn)展。他還指出，大多數(shù)人沒有在富有成效的道路上取得進(jìn)展，也沒有改善重要領(lǐng)域的詳細(xì)知識，而是熱衷于最新的非實驗性的狂歡；比如復(fù)雜性理論、網(wǎng)絡(luò)理論、面條理論。他認(rèn)為這是因為要取得進(jìn)一步的進(jìn)展太難了。我認(rèn)為這是因為這門手藝現(xiàn)在被腐敗的福利女王們占據(jù)了，她們都是裝模作樣的數(shù)學(xué)崇拜者。

真正的物理學(xué)家是自由職業(yè)者，是心靈的維京人和智力的冒險家，他們不懼冒險，通過研究自然界來揭示它的奧秘。但現(xiàn)代物理學(xué)家卻淪為職業(yè)主義者，依賴政府的資助過著平凡的生活，靠他們的社交網(wǎng)絡(luò)和公關(guān)來給他們的朋友提供幫助，讓他們看起來像在從事一些重要的工作。這是對科學(xué)之王的可怕和可悲的褻瀆。盡管還有一些誠實和富有成效的物理學(xué)家，但主流已經(jīng)失去了，可能永遠(yuǎn)被一群騙子和擦亮蘋果的丁丁所占據(jù)。

然而，當(dāng)一個自稱是技術(shù)的領(lǐng)域，甚至沒有任何可能成為技術(shù)的實驗基礎(chǔ)時，你可以肯定這個“技術(shù)”純屬胡說八道。與星際飛船的工程相比，量子計算的物理性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們至少有合理的物理機(jī)制來實現(xiàn)星際航行。

論據(jù)

有一個很好的論據(jù)可以用來反對量子計算機(jī)，它類似于反對P=NP的論據(jù)。這不是說“如果有這樣的證明，現(xiàn)在早就有人想出來了”的論點，但這個論點也是完全有效的。在理論上，經(jīng)典的模擬計算機(jī)可以在P時間內(nèi)解決NP難問題。你可以在谷歌上搜索“下坡原理”，或查看哈瓦-西格爾曼等人在模擬超級圖靈架構(gòu)方面的工作。這是很早的成果了，大多數(shù)理性的人都明白，這不是真正的物理，因為物質(zhì)并不是無限連續(xù)的。如果你能以某種方式將實數(shù)/連續(xù)數(shù)編碼到物理世界中，那么用量角器或肥皂泡來計算P=NP。不知為何，大多數(shù)復(fù)雜性理論家都明白這一點，并且知道量角器P=NP并不是真正的物理。不過，量子計算機(jī)似乎得到了特殊待遇，我猜這是因為人們從未嘗試在物理世界中測量量子計算機(jī)之外的任何東西。

為了建立一個量子計算機(jī)，你需要控制每個量子比特，這是一個連續(xù)的值，而不是二進(jìn)制值，其在初始狀態(tài)和隨后的狀態(tài)下的準(zhǔn)確度必須足以進(jìn)行計算。當(dāng)人們進(jìn)行“證明”量子計算機(jī)效率的計算時，這被視為一種工程細(xì)節(jié)。許多人強(qiáng)烈主張，量子糾錯（請注意，目前尚未在實際物質(zhì)中有效實現(xiàn)）將完美的模擬要求推向初始化步驟，或?qū)⑵錃w入其他一些不可能存在的地方。讓我們暫時假設(shè)情況并非如此。

換句話說，對于一個N量子比特計算機(jī)，你需要控制、轉(zhuǎn)換和讀出N量子比特的2^N個復(fù)數(shù)（如復(fù)數(shù)）振幅，精確到非常高的精度，以便運行計算。即使考慮到有N個振蕩器的模擬計算機(jī)，這些振蕩器必須被精確地初始化、精確地控制、轉(zhuǎn)換和單獨讀出，以至于你可以通過反向運行振蕩器的計算來逆轉(zhuǎn)計算；這是一個非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。量子版本的難度是指數(shù)級的。

讓我們更具體一些。如果我們將光子的偏振狀態(tài)編碼為一個量子比特，那么如何將兩個量子比特之間的偏振器完美對齊？又如何為 N 個量子位對齊它們？如何將偏振方向與閘門對齊？這不是一些理論上的胡言亂語；當(dāng)涉及到在物理現(xiàn)實中建立東西時，物理排列非常重要。你可能會問我怎么知道。你可以自己試試，用分光鏡和照片的偏振狀態(tài)建立一個簡單的量子計算機(jī)，然后用幾個硬編碼的門測試一下。眾所周知，這是完全可能的，甚至維基百科上都有相關(guān)頁面，但為什么沒有人愿意在面包板上粘上一些分光器來制造一個量子計算機(jī)呢？最近有個人做到了：得到了兩個完整的量子比特。你可以在這里閱讀這個**有前途的新想法，或者如果你對物質(zhì)不熟悉，可以在這里閱讀。

在量子計算的早期，人們發(fā)現(xiàn)所需組件的數(shù)量增長與量子比特的數(shù)量成指數(shù)關(guān)系。這應(yīng)該不會讓人驚訝，因為量子計算機(jī)中的狀態(tài)數(shù)量也是與量子比特的數(shù)量成指數(shù)關(guān)系的。這是一個有趣的事情，因為指數(shù)級的狀態(tài)數(shù)量，如果進(jìn)行瑣碎的操作，可以大幅加速計算。但這也是一個問題，因為操縱指數(shù)級數(shù)量的狀態(tài)并不是每個人都知道如何做到的。而且在使用電子或原子核的自旋時，自旋方向不會完全對齊，而會產(chǎn)生噪聲，這可能破壞量子計算。即使使用量子糾錯技術(shù)，每個量子比特和門操作的精度也需要達(dá)到非常高的水平。對于一個復(fù)雜系統(tǒng)中的偏振器、光學(xué)元件和門，它們需要非常精確地對準(zhǔn)。如果要計算大數(shù)的因式分解，需要對成千上萬個量子比特和十億數(shù)量級的門進(jìn)行計算，這對于現(xiàn)實世界中的工程師來說是一個非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

這只是最明顯的工程限制，以確保我們不會有明顯的相關(guān)噪聲通過我們的量子計算機(jī)傳播。我們還必須能夠?qū)⒊跏紶顟B(tài)準(zhǔn)備到這種精度之內(nèi)。然后我們需要能夠在這種精度內(nèi)測量最終狀態(tài)。而且我們必須能夠?qū)λ械牧孔颖忍刈鋈我獾膯卧儞Q。

我想用一些基本的事實來打斷你：我們在這里討論的4000個量子比特的計算機(jī)的狀態(tài)數(shù)量是~2^4000個狀態(tài)！也就是10^1200個或更多。那是10^1200個左右的連續(xù)變量，我們至少要操縱萬分之一。宇宙中質(zhì)子的數(shù)量大約是10^80。這就是為什么量子計算機(jī)如此強(qiáng)大；你在理論上將指數(shù)級數(shù)量的狀態(tài)編碼到這個東西里。有人能用一個物理物體真正做到這一點嗎？需要引證；據(jù)我所知，在人類歷史上從來沒有做過這樣的事情。

同樣，星際空間飛行似乎是一個更容易實現(xiàn)的目標(biāo)。甚至德雷克斯勒的納米技術(shù)幻想也有一些先例，即實際存在的生命形式。然而，這些也都不會很快到來。

有理由相信，量子糾錯在理論上也是不可能的（例子在這里，在這里，在這里--這一個特別令人震驚）。除了上面的論點，即理論家們正在把一些實際的連續(xù)數(shù)歸入由物質(zhì)構(gòu)成的固有的嘈雜和非連續(xù)的機(jī)器中，量子糾錯系統(tǒng)的存在將意味著你可以進(jìn)行任意精確的量子測量；有效地把你的指數(shù)級精確連續(xù)數(shù)還給你。如果你能在非指數(shù)級的計算或測量中做指數(shù)級精確的連續(xù)數(shù)，你可能可以在一個相對簡單的模擬計算機(jī)上解決非常有趣的問題。比方說，像托福里門臺球計算機(jī)這樣的經(jīng)典的。開始工作吧；我們知道如何用螃蟹使臺球計算機(jī)工作。這不是一個隨意選擇的例子。這就是據(jù)稱嚴(yán)肅的人為涉及物質(zhì)的量子計算提交的那種論據(jù)：“嘿，伙計，不使用螃蟹只是一個工程問題。”

谷歌和IBM正在大肆宣傳他們的最新100量子比特計算機(jī)，但我對此持懷疑態(tài)度。在人們越來越關(guān)注量子計算、新的防量子公鑰或零知識證明算法時，我甚至懷疑這些計算機(jī)大部分是否真正具備量子計算的特性。這些所謂的“鱈魚量子計算機(jī)”并沒有推動我們的知識進(jìn)步，也沒有為未來一個大膽的量子至高無上的世界奠定任何基礎(chǔ)；它們?nèi)狈蓴U(kuò)展性，而且其中許多機(jī)器顯然并未進(jìn)行任何真正的量子計算。

總的來說，這個領(lǐng)域?qū)θ祟惖陌l(fā)展和進(jìn)步貢獻(xiàn)甚微，甚至可以說是在浪費資源。如果我是科研經(jīng)費的負(fù)責(zé)人，我寧愿將這些浪費在開發(fā)新的、更先進(jìn)的發(fā)動機(jī)技術(shù)上，因為至少這個方向是可行的，也更加有意義。

正如Dyakonov在他2012年的論文中所說：

“13世紀(jì)有一個類似的故事。當(dāng)時，Nasreddin Hodja提出了讓他的驢子學(xué)習(xí)閱讀的建議，并從當(dāng)?shù)靥K丹那里獲得了10年的資助。在他的第一份報告中，他在一本大書的書頁之間放置了一些面包屑，并演示了驢子用蹄子翻書。這是邁向正確方向的第一步。盡管納斯雷丁是一個聰明但簡單的人，但當(dāng)朋友們詢問他如何實現(xiàn)目標(biāo)時，他回答道：“我的朋友們，十年后，我或蘇丹將去世，或者驢子會死。否則，要么驢子學(xué)會了閱讀，要么我們將發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律?！?/p>

如果他具有現(xiàn)代的思維復(fù)雜性，他可能會說，首先，沒有任何定理禁止驢子閱讀。而且，由于這與任何已知的基本原則并不矛盾，因此，如果不能實現(xiàn)這一目標(biāo)，將揭示新的自然規(guī)律。因此，這是一個雙贏的策略：要么驢子學(xué)會了閱讀，要么我們將發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律。“

改譯自：scottlocklin?