原標(biāo)題：揭秘Alphabet絕密量子計(jì)算軟件研究團(tuán)隊(duì) 專注于研發(fā)算法和應(yīng)用 來(lái)源：騰訊科技

圖：谷歌及其母公司Alphabet首席執(zhí)行官桑達(dá)爾·皮查伊(Sundar Pichai)

騰訊科技訊 2月2日消息，據(jù)外媒報(bào)道，谷歌母公司Alphabet在2019年聲稱其在量子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了“量子霸權(quán)”，證明量子計(jì)算機(jī)可以在特定計(jì)算任務(wù)上超過(guò)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。然而，Alphabet沒(méi)有透露的是，除了硬件團(tuán)隊(duì)，其內(nèi)部還有第二支神秘的量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)，他們專注于開(kāi)發(fā)量子計(jì)算軟件，并歸屬于 X 實(shí)驗(yàn)室旗下。

2019年10月份，Alphabet旗下的谷歌 AI 量子團(tuán)隊(duì)聲稱取得了一項(xiàng)了不起的突破，其首席執(zhí)行官桑達(dá)爾·皮查伊（Sundar Pichai）甚至親自撰寫(xiě)博客文章，并在接受采訪時(shí)表示：“這件事的意義堪比萊特兄弟發(fā)明的飛機(jī)進(jìn)行首次飛行。”這項(xiàng)成就就是，該公司研究人員在距離其總部Googleplex 近500公里的加州圣巴巴拉(Santa Barbara)實(shí)現(xiàn)了“量子霸權(quán)”，即量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了任何傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)都不可能執(zhí)行的計(jì)算任務(wù)。

這既是值得慶祝的科學(xué)成就，也是Alphabet在與包括IBM和微軟在內(nèi)的大型科技公司之間的競(jìng)爭(zhēng)中展示突出地位的機(jī)會(huì)，以提供量子計(jì)算承諾的狂野新力量。通常低調(diào)的皮查伊全身心地投入到紀(jì)念這一時(shí)刻中，撰寫(xiě)博客文章，罕見(jiàn)地接受媒體采訪，并在Instagram上發(fā)布了自己與量子計(jì)算機(jī)的合影。

就在Alphabet宣布實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”一個(gè)多月后，皮查伊被任命為谷歌母公司首席執(zhí)行官。但是，無(wú)論是這家公司還是其看好量子計(jì)算前景的老板，都沒(méi)有太多地談?wù)揂lphabet的另一支神秘的量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)，他們專注于開(kāi)發(fā)量子計(jì)算軟件，歸屬于神秘的 X 實(shí)驗(yàn)室旗下。

X的前身為Google X，致力于孵化“瘋狂而又難以實(shí)現(xiàn)”的新技術(shù)，這些技術(shù)可能會(huì)支撐谷歌規(guī)模不斷擴(kuò)大的新業(yè)務(wù)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室中的少數(shù)量子研究人員并沒(méi)有參加構(gòu)建量子計(jì)算硬件，他們更感興趣的是創(chuàng)造在量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的新算法和應(yīng)用程序，以及構(gòu)建允許傳統(tǒng)程序員使用“神奇機(jī)器”的軟件庫(kù)。

領(lǐng)導(dǎo)X量子研究的連續(xù)創(chuàng)業(yè)家杰克·希達(dá)里(Jack Hidary)去年11月在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)發(fā)表演講中說(shuō)：“量子計(jì)算的硬件非常有趣，但真正可以創(chuàng)造大部分價(jià)值的是軟件?！彼赋?，微軟等軟件公司的整體價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其產(chǎn)品所依賴的硬件制造商，盡管最初推動(dòng)計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展的是硬件方面的進(jìn)步。

谷歌和IBM等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手正在投資量子計(jì)算，因?yàn)樗麄兿嘈帕孔佑?jì)算可以催化許多科學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域的重大進(jìn)步，比如藥物開(kāi)發(fā)和人工智能（AI）。

量子計(jì)算機(jī)是由稱為量子比特的裝置構(gòu)建的，量子比特把數(shù)據(jù)編碼成只有在嚴(yán)格控制的條件下才能看得見(jiàn)的量子力學(xué)過(guò)程。組成IBM和谷歌實(shí)驗(yàn)性量子處理器的超導(dǎo)量子比特在比外層空間更低的溫度下工作。通過(guò)利用在日常生活中沒(méi)有對(duì)等物的量子現(xiàn)象，比如量子力學(xué)對(duì)象可能會(huì)變得“糾纏”，以至互相影響，一組量子比特可以執(zhí)行傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的數(shù)學(xué)任務(wù)。

X拒絕讓希達(dá)里或其團(tuán)隊(duì)中的任何其他人接受采訪，該團(tuán)隊(duì)也從事AI方面的研究。該實(shí)驗(yàn)室發(fā)言人艾斯林·奧加拉(Aisling O‘Gara)聲稱，希達(dá)里領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)是個(gè)獨(dú)立于X的實(shí)體。然而，希達(dá)里在去年出版的一本關(guān)于“應(yīng)用”量子計(jì)算的書(shū)的傳記中寫(xiě)道，他與團(tuán)隊(duì)在X從事量子算法和軟件庫(kù)的工作。他們?cè)赬大樓里工作，并向?qū)嶒?yàn)室負(fù)責(zé)人阿斯特羅·泰勒(Astro Teller)匯報(bào)工作。

去年10月份，在圣巴巴拉實(shí)驗(yàn)室舉行的紀(jì)念其量子霸權(quán)的新聞發(fā)布會(huì)上被問(wèn)及希達(dá)里的角色時(shí)，Alphabet量子計(jì)算項(xiàng)目負(fù)責(zé)人哈特穆特·內(nèi)文(Hartmut Neven)說(shuō)：“他（希達(dá)里）在X實(shí)驗(yàn)室工作，那里有個(gè)小團(tuán)隊(duì)。我們保持密切聯(lián)系，以確保能夠?qū)崿F(xiàn)良好的互補(bǔ)性。”

作為一名訓(xùn)練有素的神經(jīng)科學(xué)家，希達(dá)里在20世紀(jì)90年代末的互聯(lián)網(wǎng)熱潮中創(chuàng)建了IT門(mén)戶網(wǎng)站EarthWeb，并帶領(lǐng)其上市。2013年，他以無(wú)黨派人士的身份在一個(gè)以科技為中心的平臺(tái)上競(jìng)選紐約市市長(zhǎng)，據(jù)當(dāng)?shù)孛襟w報(bào)道，該平臺(tái)包括在一次競(jìng)選活動(dòng)中承諾，如果他獲勝，“每個(gè)人都會(huì)得到一副谷歌眼鏡”。希達(dá)里在選舉日獲得了0.3%的選票。他從2016年開(kāi)始擔(dān)任X的顧問(wèn)，并于2018年全職加入Alphabet。

X是圍繞著一系列雄心勃勃的項(xiàng)目建立起來(lái)的實(shí)驗(yàn)室，這些項(xiàng)目旨在孵化“瘋狂而又難以實(shí)現(xiàn)”的新技術(shù)。過(guò)去的例子包括自動(dòng)駕駛汽車和平流層互聯(lián)網(wǎng)氣球，現(xiàn)在它們已經(jīng)被從Alphabet剝離出來(lái)成為獨(dú)立子公司。除此之外，X實(shí)驗(yàn)室還推出了希達(dá)里在市長(zhǎng)競(jìng)選活動(dòng)中提到的谷歌眼鏡。X通常只有在工作多年后才會(huì)公布其項(xiàng)目，比如發(fā)射互聯(lián)網(wǎng)氣球或垃圾分類機(jī)器人這樣的技術(shù)。

X發(fā)言人奧加拉說(shuō)，該實(shí)驗(yàn)室“沒(méi)有量子登月計(jì)劃”。但希達(dá)里團(tuán)隊(duì)中的一名Alphabet員工在linkedIn上表示，他正在研究“量子登月”的策略。X的其他量子計(jì)算專家包括吉弗爾·維達(dá)爾(Guifre Vdal)，他曾是加拿大著名的圓周理論物理研究所(Perieter Institute)的教員。他自稱谷歌學(xué)者、X實(shí)驗(yàn)室高級(jí)研究科學(xué)家，并與希達(dá)里等同事發(fā)表了許多論文，隸屬于Alphabet實(shí)驗(yàn)室。X的兩名招聘人員在linkedIn上表示，這個(gè)團(tuán)隊(duì)可能還在擴(kuò)大。

這樣的人很少見(jiàn)。在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的演講中，希達(dá)里說(shuō)，世界上只有800人擁有真正理解如何應(yīng)用量子算法所需的專業(yè)知識(shí)。他說(shuō)：“我們按照字面意思創(chuàng)建了這個(gè)領(lǐng)域?qū)＜业碾娮颖砀?，只在全球范圍?nèi)想到了800個(gè)名字?！比缓?，希達(dá)里開(kāi)了一個(gè)關(guān)于人類量子技術(shù)脆弱性的冷笑話，他說(shuō)：“當(dāng)我們召開(kāi)會(huì)議時(shí)，我們?cè)谀莻€(gè)社區(qū)周圍需要部署很多安全措施（以保護(hù)量子計(jì)算的傳承）?！?/p>

去年11月，希達(dá)里的團(tuán)隊(duì)接待了其中許多專家，并舉行了為期兩天的會(huì)議，討論新的量子計(jì)算硬件和儀器如何幫助試圖協(xié)調(diào)重力和量子力學(xué)的物理學(xué)家。來(lái)自X、麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)和Alphabet在量子計(jì)算領(lǐng)域中其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手(如微軟)的演講者出席了會(huì)議。

據(jù)量子計(jì)算初創(chuàng)公司IonQ的聯(lián)合創(chuàng)始人、馬里蘭大學(xué)教授克里斯·門(mén)羅(Chris Monroe)表示，谷歌聯(lián)合創(chuàng)始人謝爾蓋·布林(Sergey Brin)也在觀眾席中。門(mén)羅在會(huì)議上談到了他的研究，包括使用量子計(jì)算硬件模擬水分子，但此次事件沒(méi)有提供X團(tuán)隊(duì)正在研究什么的線索。他說(shuō)：“他們?yōu)槭裁匆顿Y量子引力和黑洞，這是每個(gè)人的猜測(cè)，但它與量子計(jì)算重疊，所以這很酷?！?/p>

在谷歌的量子霸權(quán)實(shí)驗(yàn)中，一種名為Sycamore的量子芯片在幾分鐘內(nèi)完成了一次計(jì)算，該公司的研究人員計(jì)算出，這個(gè)計(jì)算任務(wù)將需要超級(jí)計(jì)算機(jī)花費(fèi)1萬(wàn)年時(shí)間才能完成。盡管這項(xiàng)計(jì)算沒(méi)有實(shí)際用途，IBM的量子團(tuán)隊(duì)也對(duì)其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的說(shuō)法提出了質(zhì)疑，但這一結(jié)果被視為量子計(jì)算硬件成熟程度的標(biāo)志。

谷歌、IBM和其他致力于打造量子硬件的公司正在與戴姆勒(Daimler)和摩根大通(JPMorgan)等公司合作，探索可能的用例。微軟、IBM和亞馬遜已經(jīng)宣布或推出了允許用戶通過(guò)云計(jì)算開(kāi)發(fā)量子硬件原型的計(jì)劃。

盡管有這種興趣，但目前的量子計(jì)算機(jī)太小了，還不能執(zhí)行有用的工作，量子計(jì)算機(jī)編程也還處于萌芽階段。希達(dá)里在11月份的演講中說(shuō)，讓傳統(tǒng)軟件工程師更容易使用量子計(jì)算機(jī)，對(duì)于發(fā)揮這項(xiàng)技術(shù)的潛力至關(guān)重要。

他說(shuō)：“現(xiàn)在這還是個(gè)處于剛剛起步的領(lǐng)域，甚至需要非常豐富的知識(shí)才能對(duì)量子計(jì)算加強(qiáng)了解。我們需要為更廣泛的社區(qū)提供工具?！彼f(shuō)，一種可能性是使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)縮小差距，形式是將傳統(tǒng)代碼適配到量子系統(tǒng)的助手軟件中。希達(dá)里表示：“如果沒(méi)有這些努力，我不知道如何將量子計(jì)算規(guī)?；??！?/p>

X的量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)正在努力培養(yǎng)更多的量子專家。在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)，希達(dá)里描述了一個(gè)為期三天的內(nèi)部量子計(jì)算培訓(xùn)計(jì)劃，他說(shuō)大約有600名Alphabet員工參加了這個(gè)培訓(xùn)。

他的團(tuán)隊(duì)還為在量子算法方面有經(jīng)驗(yàn)的研究生開(kāi)展了一個(gè)駐留項(xiàng)目以吸引更多人才，X負(fù)責(zé)支付搬遷和住宿費(fèi)用，這樣研究生們就可以在X寬敞的實(shí)驗(yàn)室工作，這些實(shí)驗(yàn)室位于谷歌主園區(qū)附近一個(gè)改建的商場(chǎng)里。招聘廣告說(shuō)，那些加入“X量子團(tuán)隊(duì)”的人將可以在“真正的量子硬件”上運(yùn)行算法。（騰訊科技審校/金鹿）