對量子霸權的意外挑戰。西蒙斯基金會弗拉蒂隆研究所計算量子物理中心（Center for Computational Quantum Physics at the Flatiron Institute）的物理學家與波士頓大學的同事們證明，一項先前被認為無法由經典電腦解決的難題，實際上可以用普通電腦，甚至筆記型電腦進行模擬。
爭論始於 2025 年 3 月，當時一群研究人員在《科學》（Science）期刊上發表了一項革命性的聲明：他們成功地在量子電腦上模擬了一個複雜量子系統的行為，而這據稱是經典方法無法複製的。弗拉蒂隆的科學家約瑟夫·廷達爾（Joseph Tindall）聽到此說法後，懷疑地揚起了眉毛。他和他的同事決定驗證這項任務是否真的無法解決。
研究的核心是模擬由數百個相互作用的量子位元（qubits）組成的系統，這些量子位元排列在方形、立方體或其他規則的晶格中。正是這項任務被對手稱為無法由經典計算解決——據稱需要數萬年的連續計算。
解決方案出現在張量網路（tensor networks）中——這是一種數學工具，它能像 ZIP 檔案壓縮文件一樣，真正地「壓縮」量子系統龐大的波動函數。這極大地減少了需要處理的資訊量。廷達爾使用由他在該中心開發的 ITensor 函式庫，在筆記型電腦上進行了初步計算。結果令人震驚：量子電腦花了數小時才解決的難題，一台經典的筆記型電腦卻在 30 分鐘內就完成了。在某些筆記型電腦上，計算最多花了兩個小時，且僅需 40MB 的記憶體——這比社交媒體上一個簡單影片的體積還要小。
關鍵的技巧是自適應信念傳播演算法（adapted belief propagation algorithm），其歷史可以追溯到 1980 年代。廷達爾和他的團隊為量子系統重新設計了這種舊方法，成功地挖掘出了幾十年來無人發現的潛力。雖然這種方法比替代方法更便宜、更快，但準確性稍差——不過對於實際應用來說，準確性是可以接受的。
尤其令人印象深刻的是：結果不僅與理論預測一致，而且與實際量子電腦的數據也相符。準確性達到了經典科學認為無法達到的水平。這意味著，在這個問題上，量子優勢——要麼非常狹窄，要麼根本不存在。
科學家們強調了主要的結論：經典計算和量子計算不是敵人，而是盟友。經典模擬有助於揭穿對量子優勢的誇大聲稱，並更好地理解量子設備真正有用的地方。同時，量子硬體的每一次突破都會激勵開發者開發新的經典方法和演算法。
現在，廷達爾的團隊正在迎接更複雜的挑戰：模擬能夠在晶格節點之間移動的電子。這些系統更加複雜，更接近於物理學家希望合成和理解的真實量子材料——磁體、超導體和奇異物質。這項研究表明，經典世界和量子世界之間的界線比我們想像的更加模糊，而且這兩種方法都將在實現真正突破的道路上相互幫助。
