量子计算机神速惊人，9000年计算仅需5分钟

哈喽，大家好，今天小墨这篇评论，主要来分析量子优越性的验证困境，拆解超高速量子计算的答案可信性难题。

量子计算机宣称几分钟就能完成传统超级计算机数千年的任务，这样的算力飞跃确实震撼。可一个关键问题摆在面前，我们该如何确认这些超快计算的答案是正确的？

这个被称为量子优越性 “诚实性” 的难题，正在成为量子计算从实验室走向商业应用的最大拦路虎。好在斯威本科技大学团队提出了一套解决方案，让普通笔记本电脑几分钟内就能检验那些理论上需要 9000 年才能验证的量子计算结果。

传统计算的验证逻辑很简单，靠冗余检验就能实现。一个复杂计算可以用不同算法在不同系统上重复执行，结果一致就说明答案可信。

量子计算彻底打破了这种逻辑。它的核心悖论在于，当它解决了经典计算机无法处理的问题时，最直接的验证方法也就失效了。毕竟经典计算机连重新计算一遍都做不到，自然无法核对结果。

建造第二台量子计算机交叉验证也不现实，同样会面临可信度的质疑。当前最有希望实现量子优越性的技术路线是高斯玻色子采样器，这类设备利用光子生成复杂概率分布，计算复杂度随光子数量呈指数级增长。

目前实验已用到上百个光子和数百个模式，对应的计算量远超任何现存超级计算机。2024 年 12 月谷歌发布 Willow 芯片声称实现新的量子优越性里程碑，随即就引发验证方法的激烈争论。量子计算理论家吉尔・卡莱直接质疑，在保真度只有千分之二的情况下，如何确认系统是在执行量子计算而非产生伪随机噪声。

我国科学技术大学的科研团队也遇到过类似困扰。据新华社 2026 年 1 月 5 日报道，该团队在开展高斯玻色子采样实验时，曾得出一组看似突破量子优越性的结果。但由于缺乏有效的验证手段，无法确定结果是真实算力体现还是实验噪声干扰，最终不得不暂停相关成果的发布。

斯威本大学团队的解决方案跳出了完整重现计算的思维定式，靠数学技巧提取可高效验证的特征。他们利用正 P 表示法等相空间模拟技术，将量子态映射到经典概率分布上。

完整模拟虽然仍不可行，但可以计算低阶关联函数或边缘概率分布这类统计量。通过对比理论预测和实验测量的这些特征，就能判断量子系统是否按预期运行。如果出现显著偏差，就说明实验装置存在额外噪声。

团队用这种方法检验一项需 9000 年经典计算的实验时，就发现生成的概率分布与理论目标有差异，成功定位了额外噪声源。这种验证虽不是完整的，不能 100% 保证答案正确，但能识别明显错误并量化系统性能，关键是普通笔记本电脑几分钟就能完成。

加州理工学院也在开发类似方法，通过构造特殊测试问题，让经典算法能高效验证答案的某些性质。这类方法在复杂性理论中被称为交互式证明系统，为量子计算验证提供了更多思路。

验证方法还揭示了更深层的问题，当量子系统存在噪声时，它是否还能保持计算优势？如果误差导致系统实际执行的是经典可模拟过程，那量子优越性的声称就站不住脚。

斯威本团队下一步就是要明确他们发现的额外噪声，是否会让实验结果能用经典算法高效复制。这个问题直接关系到系统是否保留了量子本质。

国际上相关布局已展开，DARPA 在 2026 年启动量子基准测试计划，旨在建立标准化的验证确认方法，评估量子计算机的工业应用价值。IBM 设定了 2026 年底实现量子优势、2029 年实现容错量子计算的目标，微软等公司也在竞相开发纠错量子机器。

我国在这一领域也在发力，据科技日报 2026 年 1 月 10 日报道，中科院量子信息重点实验室正在推进量子计算验证平台建设。平台整合了多种经典验证算法，可针对不同类型的量子计算任务提供针对性验证方案，目前已完成对多款国产量子原型机的初步验证测试。

从哲学层面看，这一问题还挑战了科学基本原则。科学方法依赖可重复性和独立验证，当实验需要数千年才能重复时，相关原则如何适用就成了新课题。研究者们提出概率认证概念，通过积累足够统计证据量化结果可信度，或是利用量子纠错码实现系统自我验证。

量子计算的验证难题是技术走向成熟的必经考验。随着各类验证方法的完善和标准化体系的建立，超高速量子计算的答案可信度将逐步得到保障。

未来量子计算在药物设计、材料模拟等领域的价值，也将在可靠验证的支撑下逐步释放。