揭秘Alphabet量子计算软件研究团队：神秘的X实验室

去年10月，谷歌取得了一项技术突破，该公司CEO桑达尔·皮查伊（Sunder Pichai）称，其意义堪比莱特兄弟1903年的首飞。谷歌在加州圣巴巴拉的研发人员实现了量子霸权，利用量子计算机完成了一项传统计算机无法完成的计算。

这项了不起的科学成就给了谷歌在IBM和微软等大型技术公司面前耀武扬威的大好机会，也展现了量子计算该有的实力。一向低调的皮查伊发了博客，以纪念这激动人心的时刻，并少见地接受了媒体采访，还往Instagram上传了一张自己和量子计算机的合影。

仅仅一个月之后，皮查伊就被任命为谷歌母公司Alphabet的CEO。不过，不管是Alphabet，还是皮查伊，都没有提到太多其X秘密实验室里的另一支量子计算队伍。

X实验室的正式名称是Google X。X实验室致力于孵化能够巩固谷歌业务的“登月”技术。该实验室的一小队量子研究员并没有打造其自己的量子计算硬件，相比硬件，该队队长对量子计算机背后的算法和应用更感兴趣——他正在建立软件库，让传统程序员也能够使用这外来的量子机器。

X实验室的量子研究的负责人Jack Hidary说：“硬件很有意思，（但）起主要作用的还是软件。”他指出，微软之类的软件公司总体来说价值要远超过硬件制造商——虽然计算行业的诞生离不开硬件设备的发展。

谷歌和IBM等公司正投资量子计算领域，他们相信量子计算能够催化科学和工业的重大进展，例如药物研发和人工智能。

量子计算机是由量子位元构成的。经过量子位元编码后，数据转变成只有条件严格控制之下才能看得见的量子力学过程。组成IBM和谷歌实验量子处理器的超导量子位元工作温度比外太空温度还要低。一组量子位元可以利用日常生活中不存在的量子现象完成传统计算机完成不了的“数学戏法”。

X实验室不允许Hidary或团队中的任何其他人接受采访，该团队也从事人工智能的研究。发言人Aisling O’gara声称Hidar的团队已经从X实验室中独立出来。

不过，Hidary在去年出版的自传中说，他和他的团队在X实验室研究量子算法和软件库，并向实验室主任Astro Teller汇报工作。

作为一名训练有素的神经学家，Hidary在上世纪90年代末的互联网热潮期间创建了IT门户网站EarthWeb。2013年，他以独立候选人的身份参加了纽约市市长竞选。据外媒报道，他曾经承诺，如果他获胜，“每个人都会得到一副谷歌眼镜”。他在选举日当天获得了0.3%的选票。Hidary至少从2016年起就一直担任X实验室的顾问，并于2018年全职加入Alphabet。

X实验室是围绕一系列雄心勃勃的项目建立起来的，这些项目旨在实现被称为“登月计划”的突破性新技术，其中包括自动驾驶汽车和平流层的互联网气球等。通常情况下，该实验室只有在多年的研究工作后才会公布自己的项目，比如向大众演示互联网气球的发射或发布垃圾分类机器人。

X实验室的O 'Gara说，实验室“在量子方面没有登月计划”。但Hidary所在团队的一名Alphabet员工在领英（LinkedIn）上表示，他正在研究“量子登月”（quantum moonshots）的战略。X实验室的其他量子计算专家包括Guifre Vidal，他之前是加拿大滑铁卢著名圆周研究所的教员。他在Google Scholar上称自己是X的高级研究科学家，并与Hidary及其团队中的其他人共同发表了论文。Hidary的团队可能还在继续增长：两位X实验室的招聘者在领英上表示，他们正在招聘量子专家。

但这样的人很少见。Hidary在卡内基梅隆大学演讲时说，世界上只有800人拥有应用量子算法所需的专业知识。“我们创建了一个专家表格，最后只填上了800个名字。”他说。

去年11月，他的团队在一个为期两天的会议上招待了其中的一些专家，会议的主题是新量子硬件和仪器如何能够帮助物理学家将引力与量子力学统一起来。来自X实验室、麻省理工学院、哈佛大学和Alphabet量子计算领域竞争对手的演讲者做了报告。

量子计算初创公司IonQ的联合创始人、马里兰大学（University of Maryland）教授Chris Monroe说，谷歌的联合创始人Sergey Brin当时也在场。Monroe在会议上谈到了他的研究，其中包括使用量子硬件模拟水分子。不过，他说，这次活动并没有提到X的团队在做什么，“不管他们投资量子引力和黑洞的原因是什么，它们与量子计算领域重叠，这就很酷。”

在谷歌的量子霸权实验中，一种名为Sycamore的量子芯片在几分钟内完成了一项计算，而根据该公司研究人员的计算结果，同样的计算，一台超级计算机需要1万年的时间。尽管这一计算并没有实际用途，IBM的量子团队也对其竞争对手的说法提出了质疑，但这一结果被视为量子计算硬件正在成熟的标志。谷歌、IBM和其他研究量子硬件的公司正在与戴姆勒和摩根大通等公司合作，探索研发可能的应用程序。微软、IBM和亚马逊已经宣布或推出了允许用户通过云计算使用原型量子硬件的程序。

尽管如此，目前的量子计算机还太小，尚不能完成有用的工作，且量子计算机编程还处于萌芽阶段。Hidary在去年11月的演讲中说，，要让这项技术发挥作用，就得让量子计算机对于传统的软件工程师来说更易于操作。

他说：“这一领域的研究才刚刚开始，现在需要大量的知识才能够理解量子计算。”他说，一种可能的方法是利用机器学习，以辅助软件的形式让传统的代码适应量子系统。

X实验室的量子团队正在努力培养更多的量子专家。在卡内基梅隆大学，Hidary描绘了一个为期三天的内部量子计算培训项目。他的团队还为在量子算法方面有经验的研究生开设了一个实习项目，为研究生支付搬迁费和住宿费，让他们就在X宽敞的实验室里工作。招聘广告称，加入“X量子团队”的人将在“真正的量子硬件”上运行算法——想必就是谷歌的硬件。

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