量子计算机将更易接近

对量子计算机技术越来越多的研究将为新问题打开大门。资料来源:世界经济

近50年来，量子计算机一直吸引着人们的想象力。原因很简单:它提供了一种解决经典力学永远无法回答的问题的方法。例如，精确地模拟化学以开发新的分子和材料，并解决复杂的优先问题，即在许多可能的选择中找到最佳的解决方案。每个行业都需要优化，这就是为什么这项技术具有如此颠覆性的潜力。

很长一段时间以来，获取新的量子计算机仅限于来自世界各地几个实验室的专家。然而，过去几年的进展已经使世界上第一个原型系统的建造成为可能，这将最终验证仅在理论上存在的想法、公式和其他技术。

量子计算机通过使用量子力学的强大力量来解决问题。一次考虑一个可能的解决方案不像经典的计算机世界。它不能用经典力学的类比来解释。它的所有解决方案都是从量子态的叠加开始，然后利用纠缠和量子干涉来接近正确的答案。这个过程在我们的日常生活中不会被观察到。然而，尽管它们带来了巨大的希望，但它们并不容易实现。流行的设计需要超导体(比外层空间冷100倍)、对脆弱量子态的精确控制以及屏蔽处理器来阻挡任何光束。

现有的计算机太小，无法解决比今天的超级计算机所能处理的更复杂的问题。然而，已经取得了巨大的进步，并且已经开发出了在量子计算机上运行更快的公式。10年前，用于延长超导量子位的相干性(量子信息的生命周期)的现有技术已经增加了100多倍。我们现在可以检测最重要的量子误差。2016年，IBM向公众提供了第一台云量子计算机IBM Q系统，它有一个图形化编程界面，现在有一个基于流行编程语言Python的界面。向世界开放这个系统促进了创新，这对量子计算机技术的发展非常重要。迄今为止，已有20多篇学术论文使用该工具发表。这个领域正在显著扩大。世界各地的学术研究机构、50多家初创企业和大公司都在致力于让量子计算机成为现实。

随着相关技术的进步和每个人都能使用量子计算机，现在是时候让“量子就绪”了。人们已经开始明白，如果现有的计算机能够解决新的问题，他们会做什么。许多量子计算机指南可以在网上获得，以帮助人们入门。然而，仍然存在许多问题。必须增加相干时间并降低量子误差比。最终，人们需要能够减少或纠正发生的错误。(晋南)

阅读更多

《科学美国人》的相关报道