BBC新闻采访团队走进Google量子电脑的秘密实验室。
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- Author, 费萨尔·伊斯兰（Faisal Islam）
- Role, BBC经济事务编辑
它看起来像一盏金色吊灯，内部则是已知宇宙中最冰冷的地方。
在我眼前的不仅是全球最强大的电脑，更是关乎金融安全、比特币（Bitcoin）、政府机密、世界经济等关键领域的核心技术。
量子运算掌握着企业与国家在21世纪剩余时间里的胜算。
在我面前、在加州圣塔芭芭拉（Santa Barbara California）的谷歌（Google）设施内，悬浮在离地1米处的，就是Willow。老实说，它跟我原来的想像完全不像。
它没有屏幕、没有键盘，更别说甚么全息头戴装置或读脑晶片。
Willow是一个油桶大小的一连串圆形金属盘，由数百条黑色控制线连接，延伸至一个青铜色的液态氦冷冻系统，让量子晶片维持在比绝对零度高千分之一度的环境。
它的外观与氛围都令人联想到1980年代，但若量子科技真正实现其潜力，眼前这个由金属与线材组成、宛如水母般的构造，将在许多方面彻底改变世界。
Google量子人工智能（Quantum AI）项目负责人哈特穆特·尼文（Hartmut Neven）在带我通过高安门时说：“欢迎来到我们的量子人工智慧实验室。”
尼文称得上是个传奇人物，半位科技奇才、半位电子音乐爱好者，穿着打扮像是刚从内华达州火人祭（Burning Man）音乐节踩着滑雪板直接冲进实验室——而他也给那音乐节设计艺术装置，或许在某个平行宇宙里，他真有这么做——稍后再说。
他的使命是将理论物理学转化成能够“解决原本无法解决的问题”的量子电脑。他承认自己或许偏心，但强调这些“吊灯”是目前全球性能最强的。
BBC经济事务编辑伊斯兰（右）在加州圣塔芭芭拉Google设施内观摩其量子电脑试验。
高端科学的秘密殿堂
我们的谈话大多围绕着哪些东西不能拍。这项关键技术受到出口管制与保密限制，也是全球商业与经济霸权竞争的核心。从新零件的形状到供应链上的公司，每一点小优势都可能成为筹码。
这座科学殿堂带着浓厚的加州风格：色彩、艺术、涂鸦风壁画，在冬日阳光下显得格外鲜明。每台量子电脑都有自己的名字，如“屋久岛”（Yakushima）或“门多西诺”（Mendocino），外层包覆着一件当代艺术品。
尼文拿起Willow——Google最新的量子晶片——介绍它达成了两项重要里程碑。他说，它“一劳永逸地”终结了量子电脑是否能完成传统电脑无法处理任务的争论。
Willow还在几分钟内解出一道基准问题，而全球最快的传统电脑需要 10秭年（10 septillion years；septillion即10的25次方）才能完成——比宇宙年龄还久。
这个理论成果近日被应用于“量子回声”（Quantum Echoes）演算法——传统电脑无法处理——可利用与磁力共振成像（MRI）技术同源的方式推算分子结构。
Google Willow量子电脑——一个油桶大小数以百计黑色的操控缆线将几个圆盘跟底部的铜鼓连接，且被悬吊在离地面1米处。
尼文滔滔不绝地列出他相信Willow晶片将如何帮助人类解决的问题。
“它会让我们更有效率地研发药物、提升粮食生产效率、改进能源生产、运输与储存⋯⋯解决气候变化与飢饿问题。”
“它能让我们更深入理解自然，进而开发让生活更美好的技术。”
部分研究者认为，真正的人工智慧只有在量子运算下才可能诞生。
这里的研究团队成员刚因“超导量子位元”的原始研究获得诺贝尔奖。
Willow晶片拥有105个量子位元（qubits）。微软（Microsoft）目前的量子计画则只有八个，但采用不同方法。全球的竞赛目标一致：打造一台拥有100万量子位元、能稳定执行量子化学与药物设计的“实用规模”（utility-scale）量子电脑。但这项技术极为脆弱。
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这里发生着的事情受到世人密切注视。英国国家量子科技计画战略咨询委员会主席彼得·奈特爵士（Sir Peter Knight）表示，Willow在领域内迈出了新的一步。
他说：“目前所有机器仍然像玩具模型，都会出错，需要纠错。Willow是第一套证明可以透过多轮修正来改善错误的系统。”
这代表技术首次踏上可扩展之路，朝向准确执行“兆级”（trillion）运算的能力推进，有望七至八年内达成，而非先前预估的20年。
如果说本世纪前25年是网际网路与人工智慧崛起的时代，接下来25年则几乎必然是量子时代的开端。
它究竟怎么运作？
想像你要在1000个抽屉中找一颗网球。传统电脑会一个抽屉一个抽屉打开；量子电脑能同时开启全部抽屉。
或换个比喻：传统电脑要100把钥匙才能开100道门；量子电脑用一把钥匙，同一瞬间开完所有的门。
这些机器不会变成个人装置——不会缩小到手机、AI眼镜或笔电里。但它们的运算能力是指数级成长的，全世界都在争相投入。
我问Nvidia（辉达、英伟达）执行长黄仁勋（Jensen Huang），这是否威胁到他主打的AI专用晶片？他回答：“不会，未来电脑会搭载量子处理器。”
英国顶尖专家指出，量子技术所带来的影响巨大——最终甚至能破解几乎所有东西，包括国家机密与比特币。
奈特爵士说：“所有加密货币都必须重新检视量子运算带来的威胁。”
Nvidia的一位重要合作伙伴去年表示，比特币虽然还能撑几年，但区块链（blockchain）技术必须在本年代结束前改换更强的架构。
科技产业人士称之为“现在蒐集，未来解密”（Harvest Now, Decrypt Later）——各国情报机构被认为正在储存全世界的加密通信与资料，等待未来量子电脑成熟后解密。
全球竞赛
图像来源，CCTV
安徽合肥中国科学技术大学潘建伟团队已在测试祖冲之3号量子电脑。
中国的做法与美国、西方商业驱动的模式截然不同。
奈特爵士指出，中国投入量子技术的资源约150亿美元（1047亿元人民币；4737亿元新台币），可能相当于世界其他国家所有政府计划的总和。
自2022年起，中国发表的量子研究论文数量超越其他国家，领军者是前沿物理学家潘建伟。量子科技是中国“十四五”规划的关键项目。
中国决定不让百度、阿里巴巴等科技巨头自行发展量子研究，而是将人才与基础设施集中在国家主导的机构，试图在量子通讯与量子卫星方面取得优势。
去年，潘建伟带领团队开发并测试“祖冲之3.0”量子电脑，技术路线与Willow类似但方法不同，宣称达成相近成果，并在秋季开放商用。整体氛围颇有第二次世界大战“曼哈顿计画”或20世纪太空竞赛的味道。
英国是量子研究的科学重镇之一。最初的超导量子位元概念也源自英国。当地有数十家企业与前沿研究，政府预计于数周内宣布大规模投资。量子技术对经济、军事与地缘政治都至关重要。英国期望成为该领域的第三大力量。
NVIDIA执行长黄仁勋：英国将成为“人工智慧超级大国”。
平行宇宙
回到Willow实验室，还有更具存在性（existential）的问题。
去年尼文提出，Willow的惊人速度似乎支持某些“多重宇宙”的理论解释——基本上，这种速度可能意味着Willow正从平行宇宙中借用运算能力。并非所有科学家都接受这一说法。
他对我说：“这仍是一场激烈的辩论。正如你在实验室里看到的，量子电脑之所以强大，是因为在一个时脉周期（clock cycle）内，它能同时触及2的105次方种组合。你不禁会想：这些状态到底存在在哪里？⋯⋯这涉及量子力学中的‘多世界诠释’（many worlds formulation）——平行宇宙或平行现实。”
尼文谨慎强调，Willow并未证明这一点，但“暗示我们应该认真看待这种可能”。
这里是世界前沿、科技前沿与经济前沿的交汇点。英国政府很快将投入数亿资金追赶Willow与中国的进展。听起来像科幻，却正迅速成为经济现实。