量子计算作为一个领域是明显的胡说八道

[huochen必定成功]

我还记得...

当我还是个年轻的物理学书呆子时，我就注意到了量子计算的趋势。我想，如果我的毕业论文项目没有大的进展，也许我可以加入这个行列（但事实并非如此）。我设法争取到邀请参加戈登会议，并在一个巨大的皮革笔记本上写满了理论涂鸦，包括2-3篇论文的材料。我对我的成果并不真正有信心，我也想不出办法将它们转化为涉及物质的实际内容，所以我很高兴地转向商业世界中更好的事情。

当我说量子计算是一个胡扯的领域时，我并不是说这个领域的所有东西都是胡扯的，尽管从第一性原理上看，这似乎是近似正确的。我没有一个数学证明，证明量子计算至少在理论上是可行的。 我也没有数学证据证明我们可以或不可以制造K. Eric Drexler（德雷克斯勒）幻想中的人造细菌的纳米技术。然而，我知道这两个领域都是胡说八道。这两个领域都涉及到形成新的物质种类，而我们根本不知道如何构建。这两个领域都没有一个合理的“第一步”来使他们的巨大主张成为现实。

德雷克斯勒和他的“纳米技术专家”追随者认为，由于我们知道薛定谔方程，我们可以从任意形式的物质中制造人工形式的生命。这是无稽之谈；没有人对物质或生命的细节有足够的了解，可以做到这一点。也有合理的热力学、化学和物理证据反对这种观点。我已经在这个问题上发表了很多意见，在这一点上，我在纳米技术方面显然是正确的，没有人可以争辩。一代可能成为顶级化学家或材料科学家的人，在追随这些被夸大、毫无价值的胡言乱语时，浪费了他们早期的创造性职业生涯。数十亿美元被浪费在垃圾和一厢情愿的老鼠洞里。法律界的笨蛋们撰写了监管制度的法律审查，以保护我们免受这种不存在的技术的影响。实际上，我们在2003年和2005年举行了国会听证会，探讨了这种无稽之谈。俄罗斯人建造了一个纳米技术公园，以实现本该在现在发生的万亿美元的纳米技术经济。

同样地，“量子计算”爱好者希望你忽略一个事实，即他们对如何建立和操作实现量子计算所需的物质的量子相干形式没有任何头绪。缺少一个真正能够对数字21进行因式分解的量子计算机。实际上，将数字15分解成3和5的因式分解也有点像魔术，因为他们是在已知答案的情况下设计实验的，因此如果我们不知道如何分解15的因式分解，就会错过所需的门。实际上，一个n位数的因数分解需要的门数是72 * n^3，因此对于15而言，需要4位数，即4608个门；这不会很快发生。

我和一个朋友在一家不错的餐厅，它位于美国一家大学附近，进行了这次谈话。我们的服务员很惊讶，并分享了他在量子计算方面的博士论文，这让我的伙伴相信了我的怀疑论是有道理的。事实上，他指责我安排了这件事。虽然我没有，但我有动力去写这篇文章，以防止未来的常春藤大学博士水平的人才不得不靠给几个金融书呆子送牛排谋生。

八年前，我提出了反对量子计算作为一个领域的论点，基于没有可观察到的进展的事实。这个论点至今仍然有效。没有可观察到的进展发生了。然而，八年是一个非常长的时间。许多博士论文已经取得了成果，其中许多人已经走上了职业生涯，其中一些人甚至涉及为像我这样的人带来美味的牛排。在这段时间里，数以百计的量子计算骗子取得了终身职位。根据Google Scholar的数据，从那时起已经有100万篇关于这个主题的论文。

量子计算的夸张高峰

现在有数十家主要的公司在资助量子计算工作，包括IBM、谷歌和微软。当然，还有D-Wave公司，该公司自1999年以来一直设法存在，几乎25年了，却没有真正提供有用的量子计算产品。有多少钱被这些投入垃圾桶？有多少钱可以用来建造有用的东西，比如普通的模拟或随机计算机？这些公司没有提供有用的量子计算机，甚至没有一个有用的纠错的量子比特。我想我不会为花在这些努力上的钱流太多的眼泪。在我的理想世界里，这些公司都将被拆散或被迫资助贝尔实验室的登月努力。大多数风险投资家都是骗子，他们的钱应该被用在其他地方。

我确实为那些被这种庸人自扰的年轻人感到难过。你最好阅读古希腊语，而不是学习一个最终需要为像我这样的公立学校孩子提供牛排的“技术”科目。你最好成为一名驱魔人或风水师，而不是获得“量子计算”的博士学位。

作为一个经验主义者和现象学家，我认为，在人类历史上缺乏一个纠错的量子比特就足以证明这不是一个足够严肃的领域，没有理由使用“领域”这个词。坦率地说，它的大部分都是骗局。在人们意识到这不是规范的科学或合理的领域之前，已经有足够的时间来收集任期和荣誉。

就像我去年所说的那样，

只需要看看历史：在冯-诺伊曼和其他理论家之前，我们已经拥有工作的数字计算机。我们有成千上万的 "工程师 "和 "科学家 "在为一台没有人知道如何构建的机器编写软件，研究一个不存在于物质世界的课题。这些人将他们的职业生涯贡献给了一个虚无缥缈的目标。这种智力上的放屁除了 "欺诈 "这个超负荷的术语之外没有更好的词来形容。

现在， "计算机科学家 "们已经加入了这个腐烂的行列。他们没有为我们的学科增添任何知识，而且据我所知，他们的教育背景永远不会使他们达到这个水平。 "计算机科学家 "们没有接受过适当的量子力学教育，他们中的大多数人从未在现实中制造过放大器，制造过调幅收音机，也从未关注过噪声在物质世界中的作用。

这些自命不凡的人居然认为量子计算的唯一问题是一个工程问题。当我读到这样的言论时，我几乎可以听到他们嘀咕着这只是一个工程问题。 假设为了争论而假设这是真的。在1738年伯努利效应被发现后，SR-71的制造仅仅是一个纯工程问题。在1760年，如果有一百或一千个人把制造SR-71的技术视为他们的职业，这是否合理？显然不合理。

曾经，物理学家是严肃而勇敢的人，通过实验来理解现实。但不知何故，这种血淋淋的严肃态度已经消失，被一群沉迷于理论的人取代，他们只偶尔接触实际物质。我认为这种疾病始于20世纪60年代牛津大学“功利主义”的崛起。二战后的新自由主义想法认为，像爱因斯坦这样的天才可以从农村中大量培养出来。但实际上，农民仍然是农民，世界上爱因斯坦的总数，甚至只是像爱因斯坦一样认真思考物理学的人数，可能都只有一个固定的数字。然而，要创造出一大群自恋、自负、有着特殊工作成果的“疯狂家伙”，真的非常容易。你只需要教他们如何制造一些令人印象深刻的数学符号，崇拜科学，并让他们的“成果”远离任何做实验的实际人员。

这样一大批“巨无霸”物理学家的存在，使得任何真正的物理学进步都不可能不杀死他们几代人。一些重大的、迫在眉睫的、重要的物理学问题，可能只有那些一生中只有一次的物理学家才能回答，自20世纪60年代以来，这些问题一直没有取得任何进展。约翰·霍根写了一本书，指出科学（特别是物理学）自牛顿时代以来几乎没有取得任何可观测的进展。他还指出，大多数人没有在富有成效的道路上取得进展，也没有改善重要领域的详细知识，而是热衷于最新的非实验性的狂欢；比如复杂性理论、网络理论、面条理论。他认为这是因为要取得进一步的进展太难了。我认为这是因为这门手艺现在被腐败的福利女王们占据了，她们都是装模作样的数学崇拜者。

真正的物理学家是自由职业者，是心灵的维京人和智力的冒险家，他们不惧冒险，通过研究自然界来揭示它的奥秘。但现代物理学家却沦为职业主义者，依赖政府的资助过着平凡的生活，靠他们的社交网络和公关来给他们的朋友提供帮助，让他们看起来像在从事一些重要的工作。这是对科学之王的可怕和可悲的亵渎。尽管还有一些诚实和富有成效的物理学家，但主流已经失去了，可能永远被一群骗子和擦亮苹果的丁丁所占据。

然而，当一个自称是技术的领域，甚至没有任何可能成为技术的实验基础时，你可以肯定这个“技术”纯属胡说八道。与星际飞船的工程相比，量子计算的物理性是远远不够的。我们至少有合理的物理机制来实现星际航行。

论据

有一个很好的论据可以用来反对量子计算机，它类似于反对P=NP的论据。这不是说“如果有这样的证明，现在早就有人想出来了”的论点，但这个论点也是完全有效的。在理论上，经典的模拟计算机可以在P时间内解决NP难问题。你可以在谷歌上搜索“下坡原理”，或查看哈瓦-西格尔曼等人在模拟超级图灵架构方面的工作。这是很早的成果了，大多数理性的人都明白，这不是真正的物理，因为物质并不是无限连续的。如果你能以某种方式将实数/连续数编码到物理世界中，那么用量角器或肥皂泡来计算P=NP。不知为何，大多数复杂性理论家都明白这一点，并且知道量角器P=NP并不是真正的物理。不过，量子计算机似乎得到了特殊待遇，我猜这是因为人们从未尝试在物理世界中测量量子计算机之外的任何东西。

为了建立一个量子计算机，你需要控制每个量子比特，这是一个连续的值，而不是二进制值，其在初始状态和随后的状态下的准确度必须足以进行计算。当人们进行“证明”量子计算机效率的计算时，这被视为一种工程细节。许多人强烈主张，量子纠错（请注意，目前尚未在实际物质中有效实现）将完美的模拟要求推向初始化步骤，或将其归入其他一些不可能存在的地方。让我们暂时假设情况并非如此。

换句话说，对于一个N量子比特计算机，你需要控制、转换和读出N量子比特的2^N个复数（如复数）振幅，精确到非常高的精度，以便运行计算。即使考虑到有N个振荡器的模拟计算机，这些振荡器必须被精确地初始化、精确地控制、转换和单独读出，以至于你可以通过反向运行振荡器的计算来逆转计算；这是一个非常具有挑战性的任务。量子版本的难度是指数级的。

让我们更具体一些。如果我们将光子的偏振状态编码为一个量子比特，那么如何将两个量子比特之间的偏振器完美对齐？又如何为 N 个量子位对齐它们？如何将偏振方向与闸门对齐？这不是一些理论上的胡言乱语；当涉及到在物理现实中建立东西时，物理排列非常重要。你可能会问我怎么知道。你可以自己试试，用分光镜和照片的偏振状态建立一个简单的量子计算机，然后用几个硬编码的门测试一下。众所周知，这是完全可能的，甚至维基百科上都有相关页面，但为什么没有人愿意在面包板上粘上一些分光器来制造一个量子计算机呢？最近有个人做到了：得到了两个完整的量子比特。你可以在这里阅读这个**有前途的新想法，或者如果你对物质不熟悉，可以在这里阅读。

在量子计算的早期，人们发现所需组件的数量增长与量子比特的数量成指数关系。这应该不会让人惊讶，因为量子计算机中的状态数量也是与量子比特的数量成指数关系的。这是一个有趣的事情，因为指数级的状态数量，如果进行琐碎的操作，可以大幅加速计算。但这也是一个问题，因为操纵指数级数量的状态并不是每个人都知道如何做到的。而且在使用电子或原子核的自旋时，自旋方向不会完全对齐，而会产生噪声，这可能破坏量子计算。即使使用量子纠错技术，每个量子比特和门操作的精度也需要达到非常高的水平。对于一个复杂系统中的偏振器、光学元件和门，它们需要非常精确地对准。如果要计算大数的因式分解，需要对成千上万个量子比特和十亿数量级的门进行计算，这对于现实世界中的工程师来说是一个非常具有挑战性的任务。

这只是最明显的工程限制，以确保我们不会有明显的相关噪声通过我们的量子计算机传播。我们还必须能够将初始状态准备到这种精度之内。然后我们需要能够在这种精度内测量最终状态。而且我们必须能够对所有的量子比特做任意的单元变换。

我想用一些基本的事实来打断你：我们在这里讨论的4000个量子比特的计算机的状态数量是~2^4000个状态！也就是10^1200个或更多。那是10^1200个左右的连续变量，我们至少要操纵万分之一。宇宙中质子的数量大约是10^80。这就是为什么量子计算机如此强大；你在理论上将指数级数量的状态编码到这个东西里。有人能用一个物理物体真正做到这一点吗？需要引证；据我所知，在人类历史上从来没有做过这样的事情。

同样，星际空间飞行似乎是一个更容易实现的目标。甚至德雷克斯勒的纳米技术幻想也有一些先例，即实际存在的生命形式。然而，这些也都不会很快到来。

有理由相信，量子纠错在理论上也是不可能的（例子在这里，在这里，在这里--这一个特别令人震惊）。除了上面的论点，即理论家们正在把一些实际的连续数归入由物质构成的固有的嘈杂和非连续的机器中，量子纠错系统的存在将意味着你可以进行任意精确的量子测量；有效地把你的指数级精确连续数还给你。如果你能在非指数级的计算或测量中做指数级精确的连续数，你可能可以在一个相对简单的模拟计算机上解决非常有趣的问题。比方说，像托福里门台球计算机这样的经典的。开始工作吧；我们知道如何用螃蟹使台球计算机工作。这不是一个随意选择的例子。这就是据称严肃的人为涉及物质的量子计算提交的那种论据：“嘿，伙计，不使用螃蟹只是一个工程问题。”

谷歌和IBM正在大肆宣传他们的最新100量子比特计算机，但我对此持怀疑态度。在人们越来越关注量子计算、新的防量子公钥或零知识证明算法时，我甚至怀疑这些计算机大部分是否真正具备量子计算的特性。这些所谓的“鳕鱼量子计算机”并没有推动我们的知识进步，也没有为未来一个大胆的量子至高无上的世界奠定任何基础；它们缺乏可扩展性，而且其中许多机器显然并未进行任何真正的量子计算。

总的来说，这个领域对人类的发展和进步贡献甚微，甚至可以说是在浪费资源。如果我是科研经费的负责人，我宁愿将这些浪费在开发新的、更先进的发动机技术上，因为至少这个方向是可行的，也更加有意义。

正如Dyakonov在他2012年的论文中所说：

“13世纪有一个类似的故事。当时，Nasreddin Hodja提出了让他的驴子学习阅读的建议，并从当地苏丹那里获得了10年的资助。在他的第一份报告中，他在一本大书的书页之间放置了一些面包屑，并演示了驴子用蹄子翻书。这是迈向正确方向的第一步。尽管纳斯雷丁是一个聪明但简单的人，但当朋友们询问他如何实现目标时，他回答道：“我的朋友们，十年后，我或苏丹将去世，或者驴子会死。否则，要么驴子学会了阅读，要么我们将发现新的规律。”

如果他具有现代的思维复杂性，他可能会说，首先，没有任何定理禁止驴子阅读。而且，由于这与任何已知的基本原则并不矛盾，因此，如果不能实现这一目标，将揭示新的自然规律。因此，这是一个双赢的策略：要么驴子学会了阅读，要么我们将发现新的规律。”