1月21日消息，YouTube 上近日出現(xiàn)了一條題為《為什么量子計(jì)算機(jī)可能永遠(yuǎn)無法成功》的科普視頻，引發(fā)了廣泛關(guān)注。截至目前，該視頻的觀看量已超過 19 萬，點(diǎn)贊數(shù)約 1 萬，評(píng)論逾 1400 條。對(duì)于一條以基礎(chǔ)物理與前沿科技為主題的科普視頻，這樣的傳播效果實(shí)屬罕見。

這條視頻發(fā)布于 2025 年的最后一天，意味深長(zhǎng)。在主流輿論仍在炒作量子計(jì)算議題的背景下，這樣一則帶有強(qiáng)烈質(zhì)疑意味的作品，顯得格外醒目，也為新一年中量子計(jì)算的發(fā)展前景投下了一層不確定的陰影。

視頻播主是 Sabine Hossenfelder。她是一位受過嚴(yán)格學(xué)術(shù)訓(xùn)練的理論物理學(xué)家，曾長(zhǎng)期從事量子引力及相關(guān)基礎(chǔ)物理研究，目前任職于德國(guó)的科研機(jī)構(gòu)。近年來，她以科普作者和視頻創(chuàng)作者的身份受到廣泛關(guān)注，其作品風(fēng)格以質(zhì)疑科技神話、反對(duì)科研敘事中的浮夸與炒作而著稱。與常見的“科技過度樂觀主義”不同，Hossenfelder 更強(qiáng)調(diào)物理定律、工程可行性以及社會(huì)與人文環(huán)境對(duì)技術(shù)發(fā)展的制約。她的立場(chǎng)并非否定新理論或新技術(shù)本身，而是主張?jiān)诶碚摬淮_定性尚未澄清之前，對(duì)宏大技術(shù)承諾必須保持足夠的理性審慎。

作為科學(xué)傳播者，Hossenfelder 也具備相當(dāng)可觀的影響力。她運(yùn)營(yíng)的 YouTube 頻道目前擁有約 170 萬訂閱者，累計(jì)觀看量接近 3 億次，在基礎(chǔ)物理與科學(xué)文化領(lǐng)域中堪稱明星級(jí)別。此外，她還長(zhǎng)期作為博客作者與專欄撰稿人，在 Nature、New Scientist、Quanta Magazine 等國(guó)際媒體發(fā)表文章，并出版了多本科普著作。這些經(jīng)歷，使她在科學(xué)傳播領(lǐng)域同時(shí)具備專業(yè)背景與公共影響力。

在本文后面的注釋 [1] 中附有該視頻核心內(nèi)容的中文文字記錄。為保持中立及客觀性，文字紀(jì)錄全部由機(jī)譯生成，并附上英文原稿供讀者對(duì)照參考。以下內(nèi)容，則是我基于該視頻所作的一些初步分析與評(píng)論。

量子計(jì)算面臨的重大挑戰(zhàn)可分為以下三個(gè)層面。

第一層：量子計(jì)算的物理基礎(chǔ)仍處在未經(jīng)驗(yàn)證的邊界區(qū)間

任何具有實(shí)用意義的大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)，都必須建立并操控一個(gè)超大規(guī)模、深度糾纏的量子系統(tǒng)，而這正是量子力學(xué)尚未被驗(yàn)證過的邊界區(qū)間。然而，量子力學(xué)在這一極端區(qū)間——多體、宏觀、長(zhǎng)期維持并可反復(fù)操控的高階糾纏態(tài)——從未被直接觀測(cè)或系統(tǒng)檢驗(yàn)過。量子計(jì)算的物理基礎(chǔ)并非建立在已被充分驗(yàn)證的量子力學(xué)適用范圍之內(nèi)，而是建立在將其向大規(guī)模、多體、高度糾纏狀態(tài)進(jìn)行外推的前提之上。眾所周知的事實(shí)是，物理系統(tǒng)尺寸增大時(shí)，量子效應(yīng)為何會(huì)退化、在何種條件下退化，至今仍是一個(gè)懸而未決的物理基礎(chǔ)問題。

在這一視角下，“噪聲”也就不再只是工程層面的不完美，而可能來自原則上不可消除的物理背景，例如中微子或引力波等極其微弱卻普遍存在的擾動(dòng)。因此問題并非只是“現(xiàn)有技術(shù)還不夠成熟”，而是量子計(jì)算所設(shè)想的那種可持續(xù)、可操控的超大規(guī)模糾纏態(tài)，是否能夠在自然界真實(shí)存在？

第二層：量子計(jì)算并未構(gòu)成通用意義上的算力躍遷

即便假定量子計(jì)算工作條件在上述物理的邊界區(qū)間依舊成立，量子計(jì)算本身仍未必能夠?qū)崿F(xiàn)通用意義上的算力躍遷。

量子計(jì)算之所以被寄予“指數(shù)級(jí)加速”的期待，并不僅僅因?yàn)樗褂昧肆孔討B(tài)，而是基于一種隱含的前提：自然界允許將量子疊加與干涉，當(dāng)作一種可擴(kuò)展、可累積、可反復(fù)調(diào)用的計(jì)算資源。在這一設(shè)想中，量子系統(tǒng)被理解為能夠在指數(shù)增長(zhǎng)的狀態(tài)空間中并行演化，并通過干涉機(jī)制提取計(jì)算結(jié)果，從而在問題規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大時(shí)，與經(jīng)典算法拉開數(shù)量級(jí)上的差距。

然而，視頻中所呈現(xiàn)的一系列觀點(diǎn)，正是對(duì)這一前提本身提出了質(zhì)疑。如果自然界在更底層的計(jì)算意義上并不支持無限精度、無限可區(qū)分狀態(tài)，或可被穩(wěn)定提取的并行性——例如其演化在本體上更接近離散、逐步的更新過程——那么量子算法的“指數(shù)優(yōu)勢(shì)”就可能主要停留在形式層面，而難以轉(zhuǎn)化為可隨規(guī)模放大的實(shí)際加速度[2]。

在這種圖景下，量子計(jì)算或許能夠在小規(guī)模、特定結(jié)構(gòu)的問題上表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，但這一優(yōu)勢(shì)并不會(huì)隨著系統(tǒng)規(guī)模的提升而無限延伸。有理論估算認(rèn)為，量子計(jì)算在規(guī)模上可能無法超過約 500 至 1000 個(gè)邏輯量子比特；而現(xiàn)有較為樂觀的判斷，則普遍將具有商業(yè)意義的應(yīng)用門檻放在約 100 至 150 個(gè)邏輯量子比特左右。若這些估算接近真實(shí)，那么量子計(jì)算即便可行，其有效應(yīng)用區(qū)間也將相當(dāng)狹窄。

第二層質(zhì)疑的并不是量子計(jì)算“能否運(yùn)行”，而是進(jìn)一步追問：即便它能夠運(yùn)行，其所帶來的算法加速是否足以構(gòu)成一種長(zhǎng)期、通用的計(jì)算能力躍遷。在這一意義上，量子計(jì)算面臨的挑戰(zhàn)，并不只在于實(shí)現(xiàn)本身，還在于其加速潛力是否能夠支撐人們對(duì)它所寄予的高度期待。

第三層：量子計(jì)算所依賴的理論本身可能仍需要修正

在這個(gè)層面上，討論不再局限于量子計(jì)算的物理實(shí)現(xiàn)或算法效果，而是觸及其更深層的理論前提：量子力學(xué)在極端復(fù)雜系統(tǒng)中是否仍然保持其標(biāo)準(zhǔn)形式。這一問題并非針對(duì)量子計(jì)算的，對(duì)量子力學(xué)可能需要修正的理論探索一直存在。

在若干修正模型中，波函數(shù)坍縮不再被視為一種僅與觀測(cè)相關(guān)的抽象規(guī)則，而被引入為一種真實(shí)的、客觀的物理過程。自發(fā)局域化模型正是其中具有代表性的一類。在這一類模型中，量子疊加并非原則上可以無限期維持，而是會(huì)隨著系統(tǒng)規(guī)模與復(fù)雜度的增長(zhǎng)，以一定概率自發(fā)坍縮。

在與量子計(jì)算相關(guān)的估算中，有研究指出：如果采用自發(fā)局域化模型，一個(gè)擁有約一百萬個(gè)超導(dǎo)量子比特的量子計(jì)算機(jī)，其量子態(tài)的退相干時(shí)間可能僅為毫秒量級(jí)。相關(guān)作者據(jù)此指出，這樣的時(shí)間尺度可能足以破壞在大型設(shè)備上運(yùn)行具有實(shí)際意義的量子算法。需要強(qiáng)調(diào)的是，這種限制并非源于工程噪聲、控制誤差或環(huán)境耦合，而是來自理論層面對(duì)量子力學(xué)的根本性修正。

在這一圖景下，量子計(jì)算面臨的并不是“尚未解決的技術(shù)問題”，而是一種更為根本的可能性：即便工程與算法層面的困難被克服，支撐大規(guī)模量子疊加的理論前提本身，也未必在所有復(fù)雜度尺度上成立。如果此類修正模型在某種形式上接近真實(shí)，那么量子計(jì)算的可行性將不再僅由技術(shù)進(jìn)步?jīng)Q定，而將直接受限于自然規(guī)律本身。

綜上所述，量子計(jì)算面前存在三重根本性約束：其一，量子計(jì)算所依賴的物理邊緣區(qū)間上，量子力學(xué)的適用性與正確性必須得到驗(yàn)證；其二，量子計(jì)算所帶來的算法加速，是否具備隨規(guī)模增長(zhǎng)而完成算力躍遷的潛力；其三，支撐大規(guī)模量子疊加的理論前提，是否在高度復(fù)雜的物理系統(tǒng)中仍然成立。唯有這三項(xiàng)條件同時(shí)滿足，量子計(jì)算所承載的宏大技術(shù)承諾才具備成立的基礎(chǔ)。