山巅周刊第316期：量子计算机

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量子计算机是一种利用量子力学特性进行计算的新型计算机，擅长解决特定极难问题。

安装在克利夫兰诊所的IBM Quantum System One是全球首台专门用于医疗保健研究的量子计算机。

这里尝试剔除晦涩的学术黑话，帮助轻松理解这一前沿科技。由于量子力学超出了我的知识范围，请指正和优化。

一、什么是量子计算机？

电子计算机（传统电脑，包括手里的智能手机）的世界是“非黑即白”的，最小的信息单位叫比特（bit），它要么是0，要么是1。你可以把它想象成一枚平放在桌上的硬币，要么正面朝上，要么反面朝上。

量子计算机则完全不同。它使用的是量子比特（qubit），利用了微观世界的“魔法”——量子叠加和量子纠缠。

这就像是一枚正在半空中飞速旋转的硬币，在它落定之前，它同时包含了正面和反面的状态。正是这种同时处于多种状态的特性，赋予了它指数级的并行计算能力，只需几个量子比特，就能同时处理海量的数据路径。

不过，它并不是用来取代你家里电脑的通用计算机。用来上网、看剧、做表格，传统电脑永远最快最稳；量子计算机更像是一个超级专用的协处理器，只用来对付极少数“传统电脑算到宇宙毁灭也算不出”的极端难题。

协处理器

如果你知道GPU是干什么的，理解量子计算机就非常简单了。

协处理器协助CPU完成其无法执行、或执行效率低下的工作。现代通用计算中，GPU是一种被广泛应用的协处理器。

CPU是电脑的大脑，什么都能干，但只能按顺序一件一件来；GPU是并行加速器，有成千上万个小核心，不会处理复杂逻辑，但极其擅长同时做海量的简单加减乘除，所以打游戏、训练AI都靠它。

量子处理器（QPU）比GPU走得更极端。GPU的“并行”是靠成千上万个核心；而QPU的“并行”是利用“量子叠加”的物理外挂，在一个核心里同时探索成千上万种可能性。

制造这枚“量子硬币”，目前有两条最主流的技术路线：

超导路线

• 原理：把电路冻起来，通过消除电阻实现电流的完美隔离。
• 代表玩家：IBM、Google。
• 怎么做：用特殊的超导金属（比如铝）做成极其微小的电路，把它当成“人造原子”。为了让它不被外界干扰，必须把它放进接近绝对零度（等于摄氏温标零下273.15℃）的极低温大冰箱里运行。
• 现状：运算速度快，容易像传统芯片那样越做越大，但极其怕热、怕噪音，非常容易出错。

离子阱路线

• 原理：利用电磁场束缚单个原子粒子。
• 代表玩家：Quantinuum、IonQ。
• 怎么做：不用电路，直接抓取真实的原子（比如镱离子），用电磁场把它们悬浮在真空环境里。
• 现状：天生质量好，能保持状态很久，出错率低，但操控起来动作稍慢，想把规模做大在工程上极其困难。

目前超导路线在物理量子比特数量和商业化速度上领先，离子阱路线在质量（保真度、逻辑比特）上表现突出。在中性原子和光子路线上的探索也有一定进步。

Google Quantum AI专注超导量子比特，最新的量子芯片 Willow 兼顾了高性能和灵活性。

二、超导量子计算机是怎么工作的？

如果把超导量子计算机比作一场精密的交响乐演出，它主要由三个部分组成：

1、控制台（外部经典设备与软件）——作曲家与指挥家

这是放在室温下的普通电脑和信号发生器。它负责把我们要算的问题，翻译成量子能听懂的“微波信号”，并在最后负责解析结果。

2、微波介质（控制信号）——指挥棒

这是一种高频微波脉冲。它们顺着电缆进入极低温的冰箱，精准地敲击量子芯片，指挥量子比特们翻转、叠加或纠缠。

3、量子芯片（核心）——乐队演奏者

这是真正发生“量子魔法”的地方，安静地躺在冰箱最底层的极寒地带。量子比特们通过量子干涉进行计算，像水波一样，让正确答案的波峰相加放大，错误答案的波谷抵消，最终浮现出正确结果。

一个简单的工作流程：

室温电脑发号施令→生成微波脉冲→传入冰冷的量子芯片引发量子计算→探测微弱的返回信号→室温电脑破译信号，得出最终答案。

三、量子计算机擅长算什么？

让量子计算机算“1+1”，是大炮打蚊子，既慢又贵。它真正擅长的，是传统电脑需要“穷举试错、挨个排查”的指数爆炸问题。工作逻辑是“一次性撒下巨网，再精准收网捞大鱼”。

让量子计算机有三大拿手好戏：

1. 模拟微观世界：用魔法打败魔法。直接用量子去模拟分子、化学反应、新药合成。传统电脑算几个原子的相互作用就卡死了，量子电脑却觉得这像回家一样自然。
2. 大海捞针式优化：在亿万种组合里找最优解。比如全球物流的最优路线、金融市场的最佳投资组合、巨型工厂的排班计划。
3. 特定算法：理论上能瞬间暴力拆解目前保护银行和互联网安全的RSA密码。

来自橡树岭国家实验的 Frontier 是世界上速度最快的超级计算机，整体性能为 1.1 exaflops，相当于每秒超过百亿亿次‌浮点运算。

四、量子计算机vs顶级超算

现在，不论是超导阵营还是离子阱阵营的量子计算机，都处于追求准确度的过渡阶段。和传统超算（如Frontier）的对决：

局部秒杀：在极少数极其特定的物理模拟任务上，如Google演示的QuantumEchoes算法，量子计算机仅用几十个量子比特算2小时的东西，传统顶级超算可能需要算3.2年甚至上百亿年。加速倍数达到惊人的万倍甚至千万倍。

日常应用全面落后：在通用计算、AI大模型训练、大数据处理等绝大多数现实任务中，传统超算依然更稳定、更便宜。

IBM Heron是 IBM 迄今为止制造的性能最高的量子处理器，量子比特数达到156，也是IBM Quantum System Two 架构的核心。

五、通俗案例

目前共识认为，量子计算机不会取代现在的超级计算机。未来超级计算中心的终极形态是以量子计算为中心的超级计算机，是“CPU（主处理器，负责控制与逻辑）+GPU（经典加速器，负责并行提速）+QPU（量子协处理器，负责魔法解题）”的铁三角组合。

假设我们要发明一款抗癌新药，需要模拟药物分子能不能精准卡进人体蛋白质的凹槽里。在这个混合计算系统中，CPU、GPU和QPU是如何分工的？

CPU是项目经理：负责统筹。它分配任务，整理数据，决定哪些工作交给GPU，哪些交给QPU，最后负责把大家的成果汇总输出。

GPU是加速大队：负责大规模的经典物理粗筛。它会快速计算蛋白质成千上万种姿态，利用机器学习预测结合位置。它能把CPU需要算几天的活儿压缩到几小时。

QPU是特种部队：当GPU把范围缩小到最关键的“结合点位”时，遇到了经典物理失效的量子化学问题时，QPU上场。它利用量子叠加态瞬间算出高精度的化学反应概率，几分钟搞定GPU算几百年的核心难题，然后把答案交还给CPU。

人物：约瑟夫·普利策

约瑟夫·普利策（Joseph Pulitzer）是一位19世纪美国报刊出版者，美国大众报刊的标志性人物，普利策奖和哥伦比亚大学新闻学院的创办人。

普利策出生于匈牙利的一个中产阶级家庭。父亲早逝后，家境中落，他试图加入欧洲各国的军队谋生。1864年，17岁的普利策移民美国，加入联邦军参加南北战争。战后他定居密苏里州，1868年开始在一家德语报纸担任记者。

凭借勤奋与机遇，普利策很快进入政界，当选密苏里州议员。1878年，31岁的普利策收购《圣路易快邮报》（St. Louis Post-Dispatch），开启报业生涯。通过揭露腐败、倡导社会改革，同时采用煽情手法和对社会问题的尖锐批评，三年内使该报成为当地发行量最大的报纸。

1883年，提着第一桶金的普利策收购陷入困境的《纽约世界报》（New York World），凭借煽情新闻和犯罪报道、社会运动与调查以及普利策亲自策划的市场促销攻势，《纽约世界报》成美国民主党的喉舌及最有影响力的报纸。普利策强调文章内容有趣、文字简洁生动、版面新颖活泼，大量使用图片、漫画和专题报道，重点关注失事、火灾、犯罪、暗杀及名人新闻，同时开展社会调查和公益运动。

普利策和《纽约世界报》的标志性行动包括发起筹款运动支持自由女神像基座建设，这不仅帮助雕像顺利落成，也极大提升了报纸与普利策的公众形象。通过广告收入，他积累巨额财富，并在纽约建造了当时世界上最高的办公大楼。

普利策的创新奠定了现代大众报纸的基础，视觉化、娱乐化风格成为主流，报纸从精英读物转向大众消费品，依赖广告而非政党补贴。他还率先大量启用漫画专栏，推动彩色印刷普及。

普利策的成功离不开煽情主义。1890年代，他与威廉·兰道夫·赫斯特（William Randolph Hearst）的《纽约日报》（New York Journal）展开激烈的发行量竞争。在谁更煽情主义、谁更黄色新闻的赛道上，两人竞相刊登耸人听闻的标题、夸张报道、犯罪与丑闻，并争夺著名漫画《黄童子》（Yellow Kid）。这一竞争催生“黄色新闻”（Yellow Journalism）一词，黄色新闻的特征包括：巨大耸动标题、大量图片、误导性内容、偏见与造谣，常对弱势群体对抗“体制”表现出同情。

黄童子是一个秃头、长着龅牙的赤脚男，穿着为一件超大的黄色睡衣，在19世纪后期纽约市内的一些典型贫民窟的小巷里闲逛、傻笑，习惯性地用一种粗糙的、奇怪的俚语对话。

刊出黄孩子的《纽约世界报》和《纽约日报》很快就被合称为“黄童子新闻”。后来又衍生出“黄色报纸”及“黄色新闻”，描述了两家报纸将耸人听闻甚至纯粹是无中生有和将商业目的作为新闻报道优先事项的行径。黄童子这个漫画主角也成为一种象征，象征着普利策《纽约世界报》和赫斯特《纽约日报》竞相追求的那种高度耸人听闻的煽情作风。

《纽约世界报》成为黄色报纸的起源，标志着黄色新闻时代的开始，真正导致黄色新闻泛滥的，则是赫斯特的《纽约日报》。

现代，黄色新闻成为新闻业的专用术语，为贬义词，泛指任何新闻报导中针对色情、暴力成分大幅度渲染的报章报导。

黄色新闻极大降低了报纸门槛，推动媒体大众化，但也助长伦理问题。两报在报道西班牙-古巴冲突时大肆渲染，断言西班牙炸沉了美国战舰，对1898年美西战争的爆发起到推波助澜作用。

1898年5月，《纽约世界报》封面报道了杜威在马尼拉湾海战中击败西班牙海军的消息。

普利策一方面开创现代商业报刊模式，另一方面开创了标题党与娱乐化新闻的先河，其影响延续至今，大众乐意沉迷于网络媒体的标题党和算法偏袒。

普利策1892年提出捐款构想，强调社会科学、人文科学基础结合新闻实践，旨在将新闻提升为学术专业。根据遗嘱，1912年哥伦比亚大学新闻学院（Columbia University Graduate School of Journalism）成立；1917年起，普利策奖（Pulitzer Prize）开始颁发，涵盖新闻、文学、音乐等领域，成为美国新闻界和文学界最负盛名的奖项，旨在奖励卓越贡献与公共服务。

普利策希望通过这些机构培养“更好”的记者，服务公众。尽管因早期黄色新闻“原罪”及后续争议，其遗产难以完全洗白，但普利策奖仍持续推动高质量新闻，许多获奖作品广受认可。

2018年，纽约时报和华盛顿邮报的记者获颁普利策奖，他们的报道称，2016年的美国总统候选人特朗普“通俄”以协助俄罗斯政府干预美国总统选举。其后，美国特别检察官和特朗普指控“通俄门”是假新闻。2026年5月4日，普利策奖委员会公布2026年普利策奖获奖名单，纽约时报和华盛顿邮报分别是调查性报道和公共服务报道的获奖者。

1947 年，为纪念普利策诞辰 100 周年，美国邮政发行了一枚 3 美分的邮票。

普利策是美国大众报刊的标志性人物，从移民士兵到报业巨头，体现了“美国梦”。他将新闻转化为强大社会力量，既使信息大众化，也开启了媒体商业化与煽情主义时代。其模式深刻塑造了后世的媒体景观，包括今日的视觉优先、读者驱动与争议性报道。普利策奖作为其最持久遗产，继续影响着新闻伦理与卓越标准的讨论。

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