一臺(tái)電腦就能同時(shí)處理大量復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)，而且速度比現(xiàn)有的超級(jí)計(jì)算機(jī)還要快上億萬(wàn)倍。

　　這樣的情景，你或許認(rèn)為只會(huì)出現(xiàn)在科幻電影里，但量子計(jì)算正在慢慢將其變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

　　12月9日，谷歌推出105個(gè)物理量子比特的量子芯片Willow，5分鐘內(nèi)就能完成傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)需要10^25（10的25次方）年才能完成的計(jì)算；此前幾天，中國(guó)電信推出“天衍-504”超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)，問(wèn)鼎全國(guó)量子比特?cái)?shù)之最……這些創(chuàng)新成果涌現(xiàn)的背后，是量子計(jì)算褪去神秘面紗正緩緩步入公眾的視野。

　　圖源：谷歌

　　所謂量子計(jì)算，是基于量子力學(xué)的一種全新計(jì)算方式，跟傳統(tǒng)經(jīng)典計(jì)算截然不同。人們所熟悉的經(jīng)典計(jì)算，采用0或1的二進(jìn)制位比特，其形態(tài)如同傳統(tǒng)電開(kāi)關(guān)，非開(kāi)即關(guān)。而量子計(jì)算的基本單元是量子比特，其特有的疊加態(tài)與糾纏態(tài)，能同時(shí)表示多個(gè)狀態(tài)?！耙舱沁@種特性，使得量子計(jì)算機(jī)能夠同時(shí)并行處理大量信息，在處理復(fù)雜問(wèn)題時(shí)表現(xiàn)出驚人的效率?！敝猩酱髮W(xué)教授、量子精密測(cè)量與傳感廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任羅樂(lè)說(shuō)。

　　如果說(shuō)，經(jīng)典計(jì)算像一個(gè)按部就班的老郵差，只會(huì)沿著既定路線緩慢送信。那么，量子計(jì)算就是智能化的電子郵件系統(tǒng)，能以無(wú)數(shù)分身瞬間穿越時(shí)空達(dá)成使命。

　　視頻來(lái)源：科普一下

　　“量子比特超強(qiáng)的計(jì)算能力，讓量子計(jì)算機(jī)在解決質(zhì)因數(shù)分解、大規(guī)模數(shù)據(jù)優(yōu)化等一些特定問(wèn)題上，擁有遠(yuǎn)超經(jīng)典計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)?！敝袊?guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所工程師劉延嘉說(shuō)，這也正是產(chǎn)學(xué)研各界對(duì)量子計(jì)算寄予厚望的主要原因。

　　算力強(qiáng)悍如斯，但量子計(jì)算機(jī)在我們?nèi)粘Ｉ钪袇s并不多見(jiàn)。

　　那是因?yàn)?，量子?jì)算的痛點(diǎn)也同樣明顯。羅樂(lè)說(shuō)，量子比特非常“嬌弱”，極易受環(huán)境干擾，哪怕是一些微小的振動(dòng)、電磁場(chǎng)變化都會(huì)破壞其疊加態(tài)，從而導(dǎo)致計(jì)算失誤。“此外，量子計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展性也是一大挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有量子計(jì)算機(jī)量子比特?cái)?shù)量還是有限，距大規(guī)模量子計(jì)算所需的數(shù)千個(gè)還遙不可及?！?/p>

　　從谷歌的Willow量子芯片和中國(guó)電信的“天衍-504”超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)來(lái)看，科學(xué)界正在努力克服量子計(jì)算的這些痛點(diǎn)。“谷歌Willow量子芯片的突破，或?qū)⒏膶?xiě)人類在芯片和計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展方向。不過(guò)，這一技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向商用，還有很長(zhǎng)的路?！眲⒀蛹握J(rèn)為。

　　圖源：谷歌

　　當(dāng)前，量子計(jì)算應(yīng)用大多存在于科研機(jī)構(gòu)和大型企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室，其在藥物研發(fā)、金融和人工智能等領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景才初現(xiàn)端倪?！跋嘈烹S著技術(shù)不斷突破，量子計(jì)算機(jī)也能像經(jīng)典計(jì)算機(jī)一樣走進(jìn)千家萬(wàn)戶。也許用不了多久，量子計(jì)算就能廣泛應(yīng)用于交通路線優(yōu)化、天氣精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、醫(yī)療影像分析等場(chǎng)景，讓我們的生活更加智能便捷。”羅樂(lè)說(shuō)。

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　　作者：陳杰

　　編輯：毛夢(mèng)囡

　　審核：王飛

　　終審：尹傳紅