【文/观察者网专栏作者 心智观察所】

YouTube 上近日出现了一条题为《为什么量子计算机可能永远无法成功》的科普视频，引发了广泛关注。截至目前，该视频的观看量已超过 19 万，点赞数约 1 万，评论逾 1400 条。对于一条以基础物理与前沿科技为主题的科普视频，这样的传播效果实属罕见。

这条视频发布于 2025 年的最后一天，意味深长。在主流舆论仍在炒作量子计算议题的背景下，这样一则带有强烈质疑意味的作品，显得格外醒目，也为新一年中量子计算的发展前景投下了一层不确定的阴影。

视频播主是 Sabine Hossenfelder。她是一位受过严格学术训练的理论物理学家，曾长期从事量子引力及相关基础物理研究，目前任职于德国的科研机构。近年来，她以科普作者和视频创作者的身份受到广泛关注，其作品风格以质疑科技神话、反对科研叙事中的浮夸与炒作而著称。与常见的“科技过度乐观主义”不同，Hossenfelder 更强调物理定律、工程可行性以及社会与人文环境对技术发展的制约。她的立场并非否定新理论或新技术本身，而是主张在理论不确定性尚未澄清之前，对宏大技术承诺必须保持足够的理性审慎。

作为科学传播者，Hossenfelder 也具备相当可观的影响力。她运营的 YouTube 频道目前拥有约 170 万订阅者，累计观看量接近 3 亿次，在基础物理与科学文化领域中堪称明星级别。此外，她还长期作为博客作者与专栏撰稿人，在 Nature、New Scientist、Quanta Magazine 等国际媒体发表文章，并出版了多本科普著作。这些经历，使她在科学传播领域同时具备专业背景与公共影响力。

在本文后面的注释 [1] 中附有该视频核心内容的中文文字记录。为保持中立及客观性，文字纪录全部由机译生成，并附上英文原稿供读者对照参考。以下内容，则是我基于该视频所作的一些初步分析与评论。

量子计算面临的重大挑战可分为以下三个层面。

第一层：量子计算的物理基础仍处在未经验证的边界区间

任何具有实用意义的大规模量子计算机，都必须建立并操控一个超大规模、深度纠缠的量子系统，而这正是量子力学尚未被验证过的边界区间。然而，量子力学在这一极端区间——多体、宏观、长期维持并可反复操控的高阶纠缠态——从未被直接观测或系统检验过。量子计算的物理基础并非建立在已被充分验证的量子力学适用范围之内，而是建立在将其向大规模、多体、高度纠缠状态进行外推的前提之上。众所周知的事实是，物理系统尺寸增大时，量子效应为何会退化、在何种条件下退化，至今仍是一个悬而未决的物理基础问题。

在这一视角下，“噪声”也就不再只是工程层面的不完美，而可能来自原则上不可消除的物理背景，例如中微子或引力波等极其微弱却普遍存在的扰动。因此问题并非只是“现有技术还不够成熟”，而是量子计算所设想的那种可持续、可操控的超大规模纠缠态，是否能够在自然界真实存在？

第二层：量子计算并未构成通用意义上的算力跃迁

即便假定量子计算工作条件在上述物理的边界区间依旧成立，量子计算本身仍未必能够实现通用意义上的算力跃迁。

量子计算之所以被寄予“指数级加速”的期待，并不仅仅因为它使用了量子态，而是基于一种隐含的前提：自然界允许将量子叠加与干涉，当作一种可扩展、可累积、可反复调用的计算资源。在这一设想中，量子系统被理解为能够在指数增长的状态空间中并行演化，并通过干涉机制提取计算结果，从而在问题规模持续扩大时，与经典算法拉开数量级上的差距。

然而，视频中所呈现的一系列观点，正是对这一前提本身提出了质疑。如果自然界在更底层的计算意义上并不支持无限精度、无限可区分状态，或可被稳定提取的并行性——例如其演化在本体上更接近离散、逐步的更新过程——那么量子算法的“指数优势”就可能主要停留在形式层面，而难以转化为可随规模放大的实际加速度[2]。

在这种图景下，量子计算或许能够在小规模、特定结构的问题上表现出优势，但这一优势并不会随着系统规模的提升而无限延伸。有理论估算认为，量子计算在规模上可能无法超过约 500 至 1000 个逻辑量子比特；而现有较为乐观的判断，则普遍将具有商业意义的应用门槛放在约 100 至 150 个逻辑量子比特左右。若这些估算接近真实，那么量子计算即便可行，其有效应用区间也将相当狭窄。

第二层质疑的并不是量子计算“能否运行”，而是进一步追问：即便它能够运行，其所带来的算法加速是否足以构成一种长期、通用的计算能力跃迁。在这一意义上，量子计算面临的挑战，并不只在于实现本身，还在于其加速潜力是否能够支撑人们对它所寄予的高度期待。

第三层：量子计算所依赖的理论本身可能仍需要修正

在这个层面上，讨论不再局限于量子计算的物理实现或算法效果，而是触及其更深层的理论前提：量子力学在极端复杂系统中是否仍然保持其标准形式。这一问题并非针对量子计算的，对量子力学可能需要修正的理论探索一直存在。

在若干修正模型中，波函数坍缩不再被视为一种仅与观测相关的抽象规则，而被引入为一种真实的、客观的物理过程。自发局域化模型正是其中具有代表性的一类。在这一类模型中，量子叠加并非原则上可以无限期维持，而是会随着系统规模与复杂度的增长，以一定概率自发坍缩。

在与量子计算相关的估算中，有研究指出：如果采用自发局域化模型，一个拥有约一百万个超导量子比特的量子计算机，其量子态的退相干时间可能仅为毫秒量级。相关作者据此指出，这样的时间尺度可能足以破坏在大型设备上运行具有实际意义的量子算法。需要强调的是，这种限制并非源于工程噪声、控制误差或环境耦合，而是来自理论层面对量子力学的根本性修正。

在这一图景下，量子计算面临的并不是“尚未解决的技术问题”，而是一种更为根本的可能性：即便工程与算法层面的困难被克服，支撑大规模量子叠加的理论前提本身，也未必在所有复杂度尺度上成立。如果此类修正模型在某种形式上接近真实，那么量子计算的可行性将不再仅由技术进步决定，而将直接受限于自然规律本身。

综上所述，量子计算面前存在三重根本性约束：其一，量子计算所依赖的物理边缘区间上，量子力学的适用性与正确性必须得到验证；其二，量子计算所带来的算法加速，是否具备随规模增长而完成算力跃迁的潜力；其三，支撑大规模量子叠加的理论前提，是否在高度复杂的物理系统中仍然成立。唯有这三项条件同时满足，量子计算所承载的宏大技术承诺才具备成立的基础。