2012年，量子物理學家約翰·普雷斯基爾 寫道，“我們希望加速實現量子系統能夠執行超越經典世界所能完成的任務的那一天。” 不到十年後，兩個量子計算系統已經達到了這個目標：谷歌的 Sycamore 和中國科學技術大學的 九章。兩者都解決了狹隘設計的問題，就我們所知，這些問題對於經典計算機來說是不可能快速解決的。有多快？有多“不可能”？ 為了解決九章用200秒解決的問題，即使是最快的超級計算機也估計需要至少20億年。
在描述當時可能看起來遙遠的目標時，普雷斯基爾給它起了一個名字：“量子霸權”。在當時的 一篇博文 中，他解釋說：“我對這個術語並不完全滿意，如果讀者能提出更好的建議，我將很高興。”
我們對它也不滿意，並且我們認為物理學界應該更加註意其語言，這既有社會原因，也有科學原因。即使在深奧的物質和能量領域，語言也很重要，因為物理學是由人來完成的。
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“霸權”這個詞——“比任何人都擁有更多的權力、權威或地位”——與“白人至上”密切相關。 這不是假設；這是事實。 當代美國英語語料庫 發現“白人至上”的頻率是下一個最常用的雙字短語“司法至上”的15倍。 雖然英語是科學的全球通用語，但值得注意的是，中國科學技術大學團隊避免使用“量子霸權”，因為在中文中，意思是“霸權”的字元也具有令人不安的負面含義。 問題不僅僅限於英語。
近年來，白人至上主義運動在全球範圍內興起，尤其是在美國，部分原因是針對“黑人的命也是命”運動的種族主義反彈。 正如 普雷斯基爾最近承認 的那樣，這個詞不可避免地“喚起了一種令人厭惡的政治立場”。
“量子霸權”也已成為大眾媒體中的流行語（例如，這裡 和 這裡）。 其統治的暗示可能助長了不合理的炒作，例如量子計算機將很快使經典計算機過時的想法。 已經提出了諸如“量子優勢”、“量子計算霸權”甚至“量子優勢地位”等較溫和的替代方案，但沒有一個能夠取代普雷斯基爾最初的術語。 更專業的建議，如“含噪聲中等規模量子計算”（NISQ）和 開玩笑的建議，如“量子非無用性”，也同樣未能取代“霸權”。
在這裡，我們提出了一個我們認為簡潔地捕捉了科學含義，減少了炒作，並且——至關重要的是——與種族主義無關的替代方案：量子首要地位。
名字有什麼意義？ 這不僅僅是量子霸權換個名字會更動聽。 透過論證量子首要地位，我們希望說明手頭的一些社會和科學問題。 在總統喬·拜登給他的科學顧問，生物學家埃裡克·蘭德的 信 中，他問道：“我們如何確保所有背景的美國人都被吸引到科學技術的創造和回報中？” 一個小的改變可以在我們使用的語言中。 例如，GitHub 在活動家的壓力下放棄了令人厭惡的“主/從”術語。
如果物理學、計算機科學和工程領域更加多元化，也許我們就不會還在進行這場討論，其中一位作者 在四年前就寫過。 但在美國，當只有 2% 的物理學學士學位 授予黑人學生時，當拉丁裔佔 不到 7% 的工程師 時，女性僅佔物理學 正教授的 12% 時，這是一場需要進行的對話。 按照目前的情況，“量子霸權”可能會被視為雪上加霜。
量子計算的本質及其對工業實驗室和學術界以外公眾的廣泛興趣意味著，圍繞“量子霸權”的辯論不可避免地會被納入更廣泛的文化戰爭中。
2019年，給 自然 的一封簡簡訊函認為，量子計算界應採用不同的術語，以避免“暴力、新殖民主義和種族主義的意味”。 幾天之內，這場爭論就被《華爾街日報》的保守派社論版面報道，該報抨擊了“量子覺醒”，並暗示改變這個術語將是一個滑坡，一直滑到取消戴安娜·羅斯的“至上女聲”樂隊。
語言學家 史蒂芬·平克回應說，應該抵制“學者們對詞語的矯揉造作的禁止。 這降低了對語言的理解：詞義是約定俗成的，而不是具有魔法力量的咒語，所有詞語都有多種含義，這些含義在語境中區分。 此外，這使學術界成為笑柄，玷汙了無辜者，並且對打擊實際的種族主義和性別歧視毫無作用。”
誠然，“霸權”不是一個神奇的詞，它的含義來自約定俗成，而不是巫師。 但“量子霸權”的語境，平克忽略了這一點，是一個歷史上以白人男性為主導的學科的語境。 透過尋求更好的語言來承認這一點是一種基本的禮貌努力，而不是矯揉造作。
贊成“量子霸權”的最有說服力的論點可能是它可以起到回收這個詞的作用。 如果“量子霸權”比“白人至上”更常見15倍，那麼情況就會相反。 然而，回收的論點必須考慮到誰在進行回收。 如果奪回“量子霸權”的責任由黑人科學家和其他物理學領域中代表性不足的少數族裔領導，那將是一回事。 沒有調查存在，但軼事證據表明情況絕非如此。
要取代“霸權”，我們需要進行深思熟慮的對話。 任何替代方案都行不通，而且確實存在棘手的科學問題。 考慮“量子優勢”的含義。 優勢可能是一個梯子，使您可以更輕鬆地夠到高架子，或者在比賽中略微領先。 一些量子演算法就是這樣。 格羅弗搜尋演算法僅比其經典演算法快二次方倍，因此執行格羅弗演算法的量子計算機可能會在經典計算機需要100分鐘的時間內解決問題，時間是其平方根——10分鐘。 不錯！ 這絕對是一個優勢，尤其是在執行時間變得更長的情況下，但這無法與某些量子加速相提並論。
也許最著名的量子加速來自肖爾演算法，該演算法可以找到數字的因數（例如，5和3是15的因數），其速度幾乎比最好的經典演算法快指數級。 雖然經典計算機處理小數字沒問題，但每個數字都會造成損失。 例如，經典計算機可能在幾秒鐘內分解一個100位數字，但分解一個1000位數字將花費數十億年。 執行肖爾演算法的量子計算機可以在一小時內完成。
當量子計算機可以有效地完成經典計算機無法完成的事情時，它們擁有的不僅僅是優勢。 我們認為“首要地位”在很大程度上抓住了這種含義。 首要地位意味著“卓越的地位”或“第一的狀態”。 此外，它與數學術語（如素數和素性）共享拉丁詞根（primus，或“第一”）。
雖然量子計算機可能是第一個解決特定問題的計算機，但這並不意味著它們將佔據主導地位； 我們希望“量子首要地位”有助於避免經典計算機將過時的暗示。 這尤其重要，因為量子首要地位是一個不斷變化的目標。 經典計算機和 經典演算法可以並且確實在改進，因此量子計算機將必須變得更大更好才能保持領先地位。
這些語言上的權宜之計甚至無法達到科學多元化的最低要求； 最重要的工作包括招聘和留用，以及對科學界進行實際的物質性改變，使其不再以白人男性為主。 但是，如果反對改進科學語言的意見表明了實現多元化的更廣泛障礙，那麼這就是一場我們必須進行的對話。
物理學家可能更喜歡在真空中進行計算，但科學並非在真空中發生。 它位於更廣泛的社會和政治環境中，這個環境既塑造了研究人員的決策，也受到研究人員決策的影響。
這是一篇觀點和分析文章。