量子：Google给让其程序瘦身的人150,000美元，AI也可以参加

Google把150,000美元摆上了桌面，而这一次，没人要求你造一台量子计算机。要求是让它的程序变瘦。这个比赛叫“可验证量子电路编译”，于10月22日在Kaggle上开放报名，Kaggle是属于Google的编程竞赛网站，你可以参加到2027年1月20日。最棒的是：Google鼓励你让AI来干活。

所以我当然想弄明白，到底有什么可赢的。还不只是第一名的50,000美元。

第一名奖金是50,000美元，巨型支票不提供

为什么要让量子程序变瘦？

量子计算机用“量子比特”进行计算，这是些非常特殊的比特，可以同时探索多种可能性。问题是，它们很脆弱。一点点热气或噪声就会让它们出错。为了纠正这些错误，需要一套昂贵得离谱的纠错系统：每个有用的量子比特都要调动数百个，甚至数千个其他量子比特来监视它。我在上周讲过，Google刚刚把这个系统中一个关键部件的错误减少了40倍。

结果是，一个量子程序要按它使用的量子比特数量和串联的操作数量付出代价（这些“门”，就是量子版的指令）。每少一个量子比特，每少一道门，机器需要跨过的门槛就会降低。Google在公告中白纸黑字地写道：必须压缩程序，好让有用的应用更早到来。

你还记得MP3吗？当时没人有足够大的硬盘，能以CD音质存下自己的音乐收藏。我们没有等大硬盘出现：我们压缩了音乐，几百首歌就装进了一个卡牌包那么大的随身听里。这里也是一样。与其等那台巨型机器，不如把程序缩小，让它能装进一台更小的机器。

每删掉一道操作，机器要跨过的门槛就低一档

三个练习，其中一个闻起来很像Quake III

比赛提供了三段需要压缩的程序，每段都取自一个真实问题。

第一段来自核聚变，这种能量是研究人员梦想通过模仿太阳来产生的。要模拟等离子体，就得循环计算一个倒数平方根，也就是x的平方根的倒数。于是，沉睡在我体内的极客笑了，因为“快速倒数平方根”是电子游戏史上最著名的编程技巧的名字：那就是1999年的Quake III，带着那个让人看不懂的神奇常数，以及一段至今仍是经典的开发者注释。二十七年后，Google要求它的量子版本。

第二段是一个优化问题，要从数十亿种方案中找出最佳方案。我们要用它解码Reed-Solomon码。这听起来很野蛮，但你每天都在用它：正是这项技术，让受损的二维码或划伤的CD仍然能够被读取。

第三段是肥料化学。没错，肥料。我们下面再聊它，因为最后进到你盘子里的就是它。

对于每个练习，Google都会提供一段起始程序和一个验证器。你提交一个更短的版本，验证器检查它是否始终给出正确结果，然后根据你节省的量子比特和量子门数量来计分。全部内容都是开源的，采用Apache 2.0许可证，因此任何人都可以重复使用。

没有量子计算机，怎么验证量子程序？

这才是比赛的真正诀窍。通常，在经典计算机上模拟量子程序，超过四十个量子比特就会变得不可能。但 Google 选出的这些片段有个特点：它们的表现像普通计算器一样，一个输入对应一个输出，从不会把各种可能性混在一起。这样你的电脑就能随机发送数千个输入来测试它们，并核对每一个回答。

Google 为此推出了一个免费的工具 kickmix，据 Google 称，它在单个处理器核心上每秒最多可以测试 600 亿次运算。给你一个概念，这相当于地球上的每个人每秒超过七次运算，而且只用了你电脑的一小部分。唯一需要说明的是，Google 自己也承认：随机测试并不能百分之百证明两个程序完全相同。但大多数量子计算都能容忍一个有界的小误差，所以这就够了。

这正是让这场比赛特别适合人工智能的原因：一个代理提出修改，验证器在几秒钟内回答是或否，代理再来一次。每小时数千次，从来不会感到厌烦。

Google 已经有了答案，封在密封信封里

还有个很有意思的小细节。在内部，Google 已经让自家的 Gemini 模型处理了三个题目，而且三个题目都击败了截至目前公布的最佳成绩。但 Google 没有展示自己的程序。它只发布了程序的数字指纹，也就是一个“哈希”，一种根据文件计算出来的独特码。你不可能从这个条形码反推出程序，但事后也不可能作弊：比赛结束时，Google 会公布自己的电路，任何人都可以核对它们确实与今天公布的指纹相符。

这就是 2026 年版本的公证人密封信封。Google 的意思大致是：我们已经比所有人做得更好了，看看你们能不能比我们做得更好。这就叫自信！

Google 发布了自己电路的指纹，只有在比赛结束后才会公布电路

好吧，那它对你有什么用？

我们拿化学题来举例，因为它最后会出现在你的购物车里。FeMoCo 是一种酶里的小型金属核心，某些细菌会利用它在室温下、在豌豆和三叶草的根部把空气变成肥料。我们要在工厂里做同样的事，就得在巨大压力下加热到 400 度以上，而根据《Nature Synthesis》杂志 2023 年发表的一篇社论，这个过程单独就吞掉了全世界所产生能量的百分之一或百分之二。弄明白细菌是怎么做到的，就是更便宜、能耗更低的肥料的梦想，也就是说，最终会影响到你的法棍和蔬菜。

聚变也是一样：如果它有一天成功了，你的电费账单上就会出现清洁电力。优化也是一样，它让送货卡车少跑一些路就能把包裹送到你手里。

细菌在豌豆根部做到的事，我们的工厂要在超过 400 度的温度下才能做到

现在说说实话。目前没有任何量子计算机能运行这些计算。我们需要大得多、可靠得多的机器，这要以年计算，也许是几十年，而且没人能保证它有一天会盈利。这场比赛不会让明早就能出现的神奇肥料离我们更近。它让机器足够好用的那一天更近了一些，因为它降低了机器必须跨过的门槛。

我们以前已经看过这部电影。1960 年的激光，当时被称为“寻找问题的解决方案”。如今它在收银台读取你买的东西上的条形码，还通过光纤传输互联网。而这些同样的压缩技术也能反过来使用：研究人员正是通过这类计算来估算需要多少量子比特，才能有一天威胁到你的比特币。

我喜欢这个比赛的一点，是量子计算这一次终于不是在一个价值几百万、温度低于零下273度的实验室里进行的。它是在一台电脑上进行的，靠一个不错的 AI 代理，再加上一点坚持。我不打算撒谎，让 Claude Code 在上面跑一个周末的想法一直在我脑子里打转。1月20日见，届时 Google 会揭晓答案：到时就知道了，究竟是 Gemini，还是那些带着自己的 AI 上阵的人类，写出了最短的程序！

来源

在 Claude Code 的帮助下写成，经我重读和修改。

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24-10-2026