什么是量子霸权？它是否已经实现？ 量子霸权是指量子计算机解决特定问题的速度超过最好的经典超级计算机，从而展示出明显的计算优势。这个里程碑意义重大，因为它验证了量子硬件有潜力处理经典系统难以完成的任务。这个概念的核心是利用量子力学——如叠加和纠缠——以经典比特无法做到的方式处理信息。例如，量子计算机可能在几分钟内完成一项经典机器需要数千年才能完成的计算。
谷歌在 2019 年使用其 53 量子比特的 Sycamore 处理器首次宣称实现了量子霸权。 该任务涉及通过复杂的量子电路采样问题生成随机数。 谷歌估计 Sycamore 在 200 秒内完成了这项任务，而经典超级计算机则需要大约 10,000 年。 然而，这一说法受到了批评。 IBM 认为，针对特定硬件优化的经典算法可以更快地解决这个问题，可能只需几天。 从那时起，其他实验（如 2020 年中国的九章光子量子计算机）报告了使用不同方法取得的类似成就，但关于这些任务是否真正超出了经典计算的范围，或者只是突出了经典优化中的差距，仍然存在争议。
截至 2023 年，量子霸权仍然是一个有争议且小众的里程碑。 所演示的任务是专门定制的，缺乏实际用途，主要用作概念证明。 对于开发人员来说，这强调了量子优势（更快地解决有用的问题）仍然遥远。 必须首先解决诸如错误率、量子比特相干性和可扩展架构等挑战。 虽然正在取得进展——IBM、Rigetti 等公司以及初创公司都在推进硬件——但该领域正处于过渡阶段。 开发者应专注于混合量子-经典算法并理解量子原理，因为近期的应用可能依赖于经典系统和量子系统之间的协作。