谷歌人工智能量子团队近期发表了其利用超导量子处理器实现量子优势的文章，引起普遍的关注和评述。本文依据谷歌团队文章的正文和附件，将对量子优势结果进行较为详细的解读。谷歌采取的量子计算方案被称为随机量子线路采样，即对于一个随机而确定的量子线路，通过采样方法得到比特串集合，并实现此集合中比特串的几率分布对应于量子线路的几率幅。
由于是随机量子线路，经典计算机需要计算才能得到相应的结果，而对于具有53个量子比特，深度达到20个循环的量子线路，这个计算任务即使对于现今最强大的超级计算机也在短时间里没法完成，从而实现对于一类具体计算任务，量子计算机比经典计算机更强大的展示。
过去几年，量子计算、量子信息与量子模拟获得长足的发展，但人们一直都在关心量子计算机相对于经典计算机有什么优势这个问题。短期内要实现量子计算中针对大数分解的舒尔（Shor）算法是有困难的，人们针对量子计算研究现状提出了“量子霸权”（quantum supremacy）和“量子优势”（quantum advantage）等名称各异但任务相近的目标，即针对某个计算任务，量子计算机比经典计算机更有优势。
量子优势算法问题并没有明确的标准，我们可以考虑下面几点：1）是一个有明确定义的计算问题。2）体现量子优势一般需要可涉及所有态空间的问题。3）算法结果是一个经典信息。4）需要考虑噪音对结果的影响。基于以上这些考虑，提出一个有说服力的量子优势算法并不容易。
谷歌人工智能量子团队基于其最新发展的超导量子计算处理器，利用随机量子线路采样方案，实现了量子优势的展示。其创新点有下面几个方面：1）超导量子计算芯片采用了量子比特二维方格布局。2）量子算法为随机量子线路采样。3）一个确定的线路利用量子计算机可在200秒里采样一百万次，而利用现有最强大经典计算机需要1万年。
谷歌团队的实验是一个标志性成果，我们有以下一般性评述：1）这个结果是量子计算优势（Quantum computational supremacy）。2）所执行计算任务没有实际应用价值，而是一个展示。3）没有量子纠错，不是容错性量子计算，但这个计算任务本身允许错误发生，所以并不需要量子纠错。4）没有破解任何密码，包括量子密码。5）但意味着开始，潜在的，可以有用了，而且并不能被经典计算机所替代！
随机量子线路采样的过程和完成的任务如下：利用53个量子比特执行随机量子线路，通过测量得到系列的53位比特串，目标是得到比特串集合其对应的量子线路振幅（几率幅）平均值大于一个特定值。简单的说计算目标为：找出一个比特串子集，其在量子线路中的振幅较高。
量子计算机保真度与随机量子线路采样算法的联系：考虑非常特殊的量子线路，比如为或者Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态，采样后得到的结果应该总是得，或者各半，理论上b会达到D或者D/2这种非常大的数字，但是一个普通的随机线路U，如果没有错误理论上的期望值为b=2。
随机量子线路采样实现量子优势依赖于先期理论和实验对此问题的深入探索，在更多研究组和各种实验平台都接近实现量子优势所需要的最低要求时，除了实验技术的继续进步，方案的选择也需要更多的关注和研究。
随机量子线路采样本身当然是一个选择，可以选取不同的实现方法，比如不同于逻辑门操作，而是选取依赖于平台的易于实现的量子操作，其随机性可以施加于单比特上的旋转变换，也可选取对应于多比特量子线路中某些关联参数，但是这种选择应该满足两个条件，1）经典模拟线路是一个难的问题，2）量子计算的正确率需要准确的估计。