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用折叠卫生纸的实践来否定量子计算工程应用的可行性

已有 982 次阅读 2022-7-2 17:37 |个人分类:学术观点|系统分类:观点评述


用折叠卫生纸的实践来否定量子计算工程应用的可行性


最近本人所在某微信群里有人用海报方式宣传了Y教授有关量子计算的学术报告,报告中写着5年内有望实现包含1000个量子比特的量子计算机,关于这件事情我肯定是不相信的,但看着一些老师连续地点赞,为了表达求真务实,我首先在群里转发了G院士论文的截图(参考文献:量子信息技术发展概况[J]. 南京邮电大学学报(自然科学版), 2017, 37(3):1-14.),然后虚心请教群里各位老师一个问题:“G院士的文章中说,量子比特数目为250个时,存储的数据量比宇宙中所有原子的数目还要多。宣传海报中说5年内要实现1000个量子比特的量子计算机,宇宙都算完了,还要算什么?请各位老师帮忙解惑,尤其点赞的老师,G院士和Y教授到底谁说的对?”一位老师讲:“只是比原子数目多,比原子的自由度还是小的多的多”。我用截图列出式子:(2^1000)/(2^250)=2^750,然后问道:“原子的自由度有多少?能达到2^750?”没有老师回复。

微信图片_20220702172301.jpg 

图1 量子计算机随量子比特数呈指数增长的数据存储能力和运算能力

本周二,某微信群里有人分享了题为“《物理学报》期刊数据连续三年稳步提升”的宣传,我由衷地点赞,并表达出我的观点:“点赞是支持国产期刊,但并不支持《物理学报》的每一篇论文。如果论文观点是正确的、科学的,那么期刊对国内科学技术发展的推动是正向的;如果论文观点是错误的、不科学的,那么期刊可能会阻碍国内科学技术的发展。”我同时发表意见:“国产期刊中,《物理学报》期刊与量子计算相关的文献数目最多,量子计算的物理基础和工程实践的矛盾需要好好讨论。”群里有老师看到我的观点后,建议我向G院士写信咨询量子计算相关的问题。我回复道:“这不是向G院士写信就能解决的问题,说的深刻一些,这是学术信息战。如果国内一直崇拜英美的顶级期刊,那么国内就不会有学术上的独立自主。原子弹和原子钟都不发顶刊,航天也不发顶刊,都做到了独立自主。很多涉m项目,不需要顶刊,国防报告就可以,也能做到独立自主。话说回来,物理学中的决定论是爱因斯坦,薛定谔,德布罗意,狄拉克等物理学家承认的东西,国内误解太严重了,我从来不反对量子力学,我只是反对量子信息。根据普朗克科学定律,希望在年轻人。”

 

今天,我特意搜到科学网在2022年1月29日刊登的一篇博文:《量子计算产业:从理想变为现实》,博文中写道:从全球量子计算公司的技术路线图来看,2021-2022 年左右将突破 100量子比特,3 年内突破 1000量子比特,到2030年有望实现100万量子比特量子计算机的突破。从行业上来说,量子计算的潜在应用主要包括供应链、金融、交通、物流、制药、化工、汽车、航空、能源、气象等领域。(网址链接:https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/1/473429.shtm)。假如上述领域都开始炒作量子计算概念,那绝对是高等教育的失败!

 

普通人(尤其是高考和考研学生)如何轻易地避开量子计算的坑呢?实际上很简单,亲手做实验验证一下指数增长的恐怖就可以了。知乎上有个帖子叫:2 的 100 次方到底有多大?(网址链接:https://www.zhihu.com/question/52899519/answer/133620491) 假设一张可以充分折叠的纸厚度为0.1毫米;在不计纸张本身以外的任何厚度的情况下,将其对折n次后,其厚度为:h=2^n×0.1 mm。对折10次,厚度达到约0.1米,差不多是一根尺子吧;对折15次,厚度超过3米,显著长于姚明;对折20次,厚度大约105米,显著长于民用客机(一般机身长度六十余米);对折25次,厚度大约3355米,这个高度已经超过峨眉山的海拔了,更早已把五岳全都踩在了脚下;对折35次,厚度大约3436千米,已经足够完全离开大气层了;对折40次,厚度大约109950千米,一次可绕地球两圈半;对折45次,厚度大约351万千米,可以来回月球接近五次;对折50次,厚度达到1.1亿千米,可以来回金星一次;对折51次,厚度达到约2.3亿千米,远远足以到达太阳;对折57次,厚度约为144亿千米,近似赶上旅行者1号的足迹、离开太阳系了;对折60次,厚度达到约1153亿千米,光大约需要穿梭4.4天;对折80次,厚度达到12亿亿千米,大约1.2万光年,大约走到我们和银河系中央的中点;对折100次,厚度达到1268万亿亿千米,也即12,676,500,000,000,000,000,000千米,如果换算一个更加直观的单位的话,这个厚度大约折合134亿光年,也就是说,如果我们把纸叠的这么高,需要接近从宇宙大爆炸到现在的全部时间(137亿年)使得光从这张叠纸的顶端到达我们的眼中。(本段部分内容转载自网络)

 

那些想从事量子计算的学生,你必须认识到,造N个量子比特存储2^N个数据的工程难度,远远高于折叠卫生纸N次(此时卫生纸有2^N层)。迄今为止,一张纸对折次数最多的世界纪录是用3218米长的卫生纸对折13次,对折100次根本不可能,对折1000次想都不要想。用折叠卫生纸来验证量子计算工程应用的可行性,是人人都可尝试的方法,该方法能用于质疑部分学者或企业对“量子计算”概念的虚假宣传。建议国内高校挑战折叠卫生纸的世界纪录,可以立个经费不足10W元的课题嘛,用最低的成本调整量子科技的产业布局。

 

我为什么要在科学网记录这些东西?因为我不想看到那么多聪明的年轻人虚度光阴,他们应该做更有意义的事情。看此博文的老师,您能不能讲给您的学生听听,让他们用折叠卫生纸的实践感受下量子计算机指数运算的恐怖,甭管量子计算的物理基础对不对,也许他们通过折叠卫生纸会知难而退吧。(*^_^*)




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