量子算法研究：我们离颠覆算力世界还有多远？

去年跟着做量子计算的朋友去听过一场顶会的线下分享，散场的时候我脑子里只剩一句话：原来之前对这行的误解，全错了。

营销号天天吹量子计算秒天秒地，传统密码说没就没，可真蹲完一线研究人员的讨论才发现，哪有那么简单。

别被带节奏，量子算法不是什么问题都能秒解

很多人对量子算法的认知，停留在“能破解所有RSA加密”这一句话上。没错，肖尔算法的理论确实证明，量子计算机能在多项式时间内分解大质数，这刚好戳中了当前主流非对称加密的命门。

但那是容错量子计算机才能做到的事。现在我们拿得出来的可用设备，离这一步还远着呢。

大部分人不知道，量子算法的加速，都是针对特定问题的。没有通用量子算法能给所有问题都翻个倍的提速。甚至很多日常问题，量子算法跑出来的结果还不如你笔记本上的经典算法快。

前阵子翻arxiv最新的预印本，有个团队做了个很扎心的测试：把现在圈内最火的几个变分量子算法，拿经典启发式算法做对标，测试组合优化类的常见问题，结果超过六成的测试里，量子算法的精度和速度都输了。

尴尬吗？说实话挺尴尬的。但这就是当前量子算法研究的真实现状啊。我们还在摸石头过河，哪来的全知全能。

当前量子算法研究的核心：在有噪声的设备上找生路

现在整个行业都绕不开一个概念：NISQ，也就是有噪声的中尺寸量子设备。说白了，就是我们现在造不出完全纠错、上百万比特的完美量子计算机，我们手上只有几十个到几千个比特的设备，这些设备计算过程中会出错，噪声很大，做不了太复杂的计算。

那研究还做不做？当然做。总不能等完美量子计算机造出来再写算法吧？所以现在超过一半的量子算法研究，都是围绕NISQ设备做的。

最火的方向就是变分量子算法。思路说出来其实挺鸡贼的：把大部分计算扔给经典计算机，量子计算机只负责算最核心的梯度部分，这样既用到了量子的叠加特性，又把噪声对结果的影响降了下来。

别说，这个思路真的出成果了。去年谷歌团队发的成果，用变分量子算法算小分子的基态能级，精度比经典计算机的最好结果高了一个量级，这个是实打实的突破，圈里当时都炸了。

不过话说回来，现在玩出新花样的不止这一个。还有人把量子算法和现在大火的大模型结合起来了，你敢信？用量子算法的特性做注意力机制的压缩，能把大模型的体积砍三分之一，推理速度提近两成，国内好几家高校和科技公司的团队都已经做出可用的demo了，今年下半年还要往实际业务里嵌。

量子算法研究，离我们普通人到底有多远

很多人看到这可能会说，不都是实验室里的玩物吗？和我有半毛钱关系？

还真不是。最快能落地的应用，可能就在制药领域。现在研发一款新药，光算小分子和靶点蛋白的结合能，经典超算就要跑两三个月，要是用NISQ上的量子算法，几天就能出结果。现在全球Top几的药企，都在和量子计算公司合作，试用量子算法筛选抗癌、抗衰老的新候选药物，这个不是PPT概念，是已经在跑的实际项目。

还有密码学这边，现在都已经开始抗量子密码的标准化了，不就是因为量子算法研究的进展摆在这，大家提前做准备嘛。我们现在用的银行卡、网银的加密，未来十年大概率都会换成抗量子的新算法，这还不关乎普通人？

当然，我也得说实话，这行现在泡沫确实不小。什么阿猫阿狗都敢说自己做量子算法，拿融资吹概念，圈完钱就没下文的也不少见。

可哪个新兴技术领域不是这样？当年深度学习火的时候，不也一堆公司蹭热度骗投资吗？不影响最后真正做研究的人把东西做出来，改变整个世界啊。

我那个做量子算法的朋友，熬了三年，天天在实验室调参数调得掉头发，上个月终于发了顶刊，成果说出来你可能觉得无聊：就是把某个特定组合优化问题的量子加速比，从1.2倍提到了1.8倍。听起来一点都不震撼对不对？可量子算法研究的突破，不就是这么一点点堆出来的？

当年第一台通用电子计算机，埃尼阿克，算个炮弹弹道要花几个小时，那时候谁能想到七十年后，我们每个人揣在口袋里的手机，算力都比当年全球所有计算机加起来还强？

现在去吹量子算法明天就颠覆世界，太早了。但一口咬死量子算法研究都是骗钱，那也太蠢了。

路都是一步一步走出来的，对吧？