量子计算引发信息革命_量子计算与人工智能_引发第二次革命的发明

参与：吴攀、李亚洲、杜夏德

本文是 Digital Trends 十周年庆 DT10 的系列文章的一篇，这个系列文章将描写过去十年的科学技术对我们生活的改变以及展望未来十年我们或将实现的技术。其涵盖的领域包括了以及将包括人工智能、医药、太空旅行、社会结构、可穿戴、人机结构、虚拟现实、生物科技、语言等许多方面，其中本文关注的量子计算。

Winfried Hensinger 喜欢《星际迷航》。「那是从我读小学开始的，」位于英格兰的苏塞克斯（Sus）量子技术中心的这位主管说道，「我想要成为企业号上的科学官，所以在我上五年级的时候我就决定要学习物理学了。」

而今天，他在量子力学的抽象概念上的日常工作甚至足以让史波克竖起耳朵。

「（量子计算）对年轻人有很大的吸引力，」Hensinger 说，「因为它基本上就是科学幻想。」当他刚开始涉足这一领域时，它还主要局限在理论研究阶段。而今天，最有前景的项目已经进入到了生产通用量子计算机的领域内——这种计算机在几年前还和《星际迷航》一样科幻。」

「在计算机出现之前，我不得不学习在打字机上打字，「Hensinger 笑着说，」当计算机出现后，生活真正发生了改变。而量子计算将会是一个类似的革命。「当这个革命到来时，专注的科学家、数学家和工程师已经为此工作了数十年。但这到底是什么呢？啊，这里有一个故事。」

我们现在可以看到很多组织都在竞相实现世界第一台大型的通用量子计算机。

时代周刊在其 2014 年的封面故事《The Infinity Machine》中对量子计算进行了美丽的描绘：「它有望解决人类一些最复杂的问题。它得到了亚马逊创始人兼 CEO Jeff Bezos、NASA 和 CIA 的支持。每一台造价 10,000,000 美元并且在零下 459 度下运行。而且没人知道它究竟是怎样工作的。」

随着量子计算机从理论走向现实，其相关的领域也即将迎来爆发。我们将看到一些之前从未有人预想过的应用出现：从只有专家理解的科学实验进展到这项技术的怪异和奇妙的应用方式，它将超乎所有人的想象力。

而这一切都要归功于一只非常著名的猫。

量子的科学

想想这个：你正用来阅读这篇文章的设备将信息存储成了二进制数字的形式，其被称为比特（或位，bit），每一个比特的值要么是 1，要么就是 0。一个标准的拉丁字母字符由 8 个比特构成，其也被称为字节（byte）。带有 8 个比特（每一个是 1 或 0）的字节可以整体用来指代任何字母数字符号。事实上，计算机所处理的一切，不管多么复杂，都可以对应成相应的比特串。

而量子计算机所处理的信息则是以量子位（qubit，也称量子比特）的形式存储的。一个量子位可以是 1 或 0 或这两个状态的任何量子叠加。这就有点复杂了。

量子叠加（quantum superposition）是科学家搏斗了几十年的「量子怪诞性（quantum weirdness）」中的一个例子。简单来说，它的意思是一个量子物体在其被观测之前可以同时占据不止一个状态——就像「薛定谔的猫」这个著名的思想实验所指出的那样。

量子计算机并不使用晶体管来追踪二进制数据值，而是使用的量子物体。这也导致量子计算机的计算能力可以轻松超越传统计算机。任何给定的量子值集合都可以表示比传统的二进制数据远远更多的数据，因为它不需要将数据表示成 0 和 1 构成的数据串。

至少在理论上是这样。尽管研究者在量子计算机可能的工作方式上已经达成了一致，但事实证明制造有效的硬件仍然令人难以置信地艰难，这方面也出现了很多分歧。

IBM 使用格型架构（lattice architecture）的 5 量子位处理器，其可以扩展成更大更强的量子计算机

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/tongxinshuyu/article-40229-1.html