视频传播与作者背景 - 科普视频《为什么量子计算机可能永远无法成功》在YouTube上获得广泛关注，观看量超过19万，点赞数约1万，评论逾1400条，对于基础物理与前沿科技主题而言传播效果罕见 [1] - 视频发布于2025年12月31日，在主流舆论仍炒作量子计算的背景下，其强烈的质疑意味为量子计算的发展前景投下了不确定的阴影 [3] - 视频作者Sabine Hossenfelder是一位理论物理学家，拥有严格的学术训练背景，目前任职于德国科研机构，其科普作品以质疑科技神话和反对科研浮夸著称，强调物理定律与工程可行性的制约 [3] - Hossenfelder在科学传播领域具备可观的影响力，其YouTube频道拥有约170万订阅者，累计观看量接近3亿次，并在Nature、New Scientist等国际媒体发表文章 [4] 量子计算面临的根本性挑战 - 第一层挑战：物理基础处于未经验证的边界区间 [4] - 大规模量子计算机需建立并操控超大规模、深度纠缠的量子系统，但量子力学在多体、宏观、长期维持的高阶纠缠态这一极端区间从未被直接观测或系统检验过 [4] - 物理系统尺寸增大时量子效应退化的原因和条件仍是悬而未决的基础物理问题，因此“噪声”可能源于原则上不可消除的物理背景（如中微子或引力波的微弱扰动） [4][5] - 核心质疑在于量子计算所设想的可持续、可操控的超大规模纠缠态是否能在自然界真实存在 [4] - 第二层挑战：未必构成通用意义上的算力跃迁 [5][6] - 量子计算被期待“指数级加速”的前提是自然界允许将量子叠加与干涉作为一种可扩展、可累积、可反复调用的计算资源 [5] - 有观点质疑自然界在底层计算意义上可能不支持无限精度、无限可区分状态或可被稳定提取的并行性，量子算法的“指数优势”可能难以转化为可随规模放大的实际加速度 [5][6] - 理论估算认为，量子计算的规模可能无法超过约500至1000个逻辑量子比特，而具有商业意义的应用门槛普遍被认为在约100至150个逻辑量子比特左右，若此估算属实，其有效应用区间将相当狭窄 [6] - 第三层挑战：所依赖的量子力学理论本身可能需要修正 [7] - 讨论触及量子力学在极端复杂系统中是否仍保持其标准形式的深层理论前提，例如在自发局域化等修正模型中，波函数坍缩被视为一种真实的物理过程，量子叠加会随系统规模增长以一定概率自发坍缩 [7] - 有研究估算，若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，这可能破坏在大型设备上运行具有实际意义的量子算法 [7] - 此限制源于理论层面的根本性修正，而非工程噪声或控制误差，意味着即便工程与算法困难被克服，支撑大规模量子叠加的理论前提也未必在所有复杂度尺度上成立 [7][8] 视频中引述的专家质疑观点 - 数学家兼计算机科学家Gil Kalai认为，量子计算机必然存在不可避免的噪声，这将阻止其获得相对于传统计算机的真正优势 [10] - 物理学教授Robert Alicki提出，如果对噪声进行现实建模，那么在量子计算机中纠错将变得不可能 [10] - 数学家兼计算机科学家Leonid Levin认为，由于来自中微子或引力波的不可避免的微弱噪声，要在足够高的精度下维持量子相干性将是不可能的 [11] - 物理学家Stephen Wolfram认为世界在根本层面上是离散的，并主张“量子计算机最终不会占据优势” [11] - 物理学家Gerard 't Hooft基于其细胞自动机理论（一种离散的、逐步演化的理论）认为，“将一个拥有数百万位数字的整数分解为其素因子是不可能的” [11] - 物理学家Tim Palmer计算得出，量子计算无法超过大约500到1000个逻辑量子比特，而大多数估计认为具有商业意义的应用大约会在100到150个量子比特左右变得可行，因此若其观点正确，量子计算机可用的区间将非常狭窄 [11] 关于量子计算算法优势的理论前提讨论 - 量子计算的算法承诺建立在标准量子力学图景之上：量子系统状态空间连续，演化由连续幺正变换描述，量子叠加与干涉被视为可扩展、可累积、可反复调用的计算资源 [22][23] - 存在一种“本体论离散”的争议性观点，认为自然界在底层可能只允许有限精度、有限可区分状态以及逐步、不可并行跳跃的演化结构，这将对量子计算的可实现加速度构成根本性限制 [22][23] - 若可区分状态数、相位精度或并行性提取能力在物理上存在上限，量子算法的优势可能只在小规模或特定结构问题中显现，难以构成一种通用、可扩展的计算范式跃迁 [23]