三年造出「容错」量子计算机？美国能源部的这场豪赌，到底图什么

在科技圈，三年时间可能只够一家大厂把底层架构稍微重构一遍。但在刚刚过去的3月底，美国能源部（DOE）却抛出了一个近乎科幻的KPI：他们要在2028年前，造出一台真正能解决科学问题、且全面运作的容错量子计算机。

这个重磅炸弹是能源部负责科学的副部长 Darío Gil 在科学咨询委员会（SCAC）的首次会议上当众宣布的。

懂行的人听到这个期限，第一反应多半是倒吸一口凉气。因为Gil定下的核心指标，不是随便弄几个量子比特在实验室，而是极度硬核的“容错”（fault tolerant）。

什么是“容错”？简单来说，量子比特非常娇贵且极易出错，而这台机器必须能在错误发生前，迅速察觉并自我纠正，从而让机器无限期地稳定跑下去。

如果你对3年的时间建造容错量子计算机还是没有概念，那你可以品一品，IBM 从2016年首次通过云平台推出5量子比特量子计算机至今，仍未交付大规模容错量子计算机。谷歌自约2014年正式推进Quantum AI团队的量子硬件研发以来，同样尚未实现完整的容错量子计算能力。

图｜研究人员正在美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室准备测试一款量子计算芯片（来源：Thor Swift/劳伦斯伯克利国家实验室）

面对官方画出的这张“大饼”，学术界的评价可谓相当委婉。

耶鲁大学物理学家 Steven Girvin 给出了一个颇具高情商的现实点评：“这是一个非常乐观，但也值得追求的目标”。他肯定了Gil确实敏锐地抓住了量子计算的命门，但也坦言，尽管眼下纠错技术进展神速，但距离真正的“容错”还差得十万八千里。

Girvin 表示：“我完全不知道要花多久才能实现这个目标。”

不过，面对科学界的审视，能源部这次显然没打算让国家实验室的研究员们继续闭门造车。他们的策略更像是在向全行业发一张“英雄帖”。

Gil透露，能源部打算拉上现在市面上那些活跃的量子计算公司一起干。

有意思的是，作为政府机构，他们这次打破了以往“指手画脚”的惯例，不再去押宝某一条特定的技术路线（比如具体用哪种量子比特），而是直接定下性能KPI，比如机器得能执行多少次计算操作。

Gil的表态透着一股强烈的实用主义色彩：你想怎么造都行，只要你能达到目标并证明它的科学价值。

但如果你以为能源部这波只是在量子领域砸钱，那就把他们的图谋想得太简单了。在这场会议上，Gil还给咨询委员会派了另外两个牵动全美科研圈钱袋子和未来方向的“大活儿”。

首先是全面拥抱AI。 Gil要求委员会配合一项名为“创世纪任务”（Genesis Mission）的全政府人工智能推进计划（Gil本人也是该计划的牵头人）。他下了死命令：今年7月前必须交出答卷，明确能源部的算力资源该如何倾斜、优先把AI用在哪些科学问题上，以及怎么把现有的科研人员培养成懂AI的正规军。

另一个任务，则直接关系到各大科研机构的切身利益——重写美国国家大型科学设施的“愿望清单”。

要知道，能源部的科学办公室可是美国物理科学最大的“金主”，每年手里握着84亿美元的预算，管着28个服务于数万名科学家的大型基础设施（比如X射线源、中子源、粒子加速器和超级计算机）。

但尴尬的是，他们目前还在“吃老本”，参考的是2003年制定的那份老旧清单。那份原本规划未来20年的清单，上面的项目如今要么已经建好，要么早就黄了。

时隔二十多年，能源部终于决定刷新这份大科学装置的蓝图。其实在过去，历届政府也折腾过这事：奥巴马政府时期曾偷偷更新过清单但未对外公布；到了2023年拜登政府时期，科学办公室也曾启动过类似的规划，但最终不了了之。

这一次，能源部科学办公室的代理主任 Harriet Kung 承诺将一改过去的作风，新清单一旦通过，将向全社会公开。

面对这块即将重新分配的巨型基础设施蛋糕，前能源部官员 Jim Decker 一针见血地预测：随着如此巨大的利益摆在台面上，接下来各方为了挤上这份资金名单，必然会有一场极其激烈的暗战与博弈。

至于三年后，我们看到的是一台颠覆性的量子巨兽，还是一个延期交付的烂尾工程？时间会给出答案。

但至少现在，这发重塑美国科技资源版图的发令枪，已经真真切切地打响了！

引用：

[1]https://www.science.org/content/article/energy-department-aims-build-full-fledged-quantum-computer-within-3-years

联系与爆料： Qtumist_info@163.com

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