量子计算机研发20年 才刚起步

量子计算机研发20年 才刚起步

　　量子计算机刚进入它的“电子管时代”

　　虽然无数次听过量子计算机的大名，但就像所有带“量子”两字的概念，人们大多不甚了然。

　　量子计算机的概念1980年代提出，投入研发20年，迄今还没有一台真正走出实验室。但传说它很厉害。谷歌、IBM、阿里巴巴和许多初创公司在竞争，想第一个实现“量子霸权”，也就是让量子计算机在一个计算任务中快过传统计算机。

　　粗浅了解一点量子计算机的原理后，你会发现其实它和我们熟知的电脑差不了多少。

　　量子计算机：量子版的计算机

　　“别把量子计算机想成全新的系统，它就是经典计算机的扩展版，处处模仿经典计算机。”安徽问天量子科技股份有限公司首席科学家、中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室韩正甫教授告诉科技日报记者。

　　韩正甫说，经典计算机以电压高低代表数字1或0，即为一比特。

　　而量子计算机里对应的是量子比特，那可能是自旋箭头向上或向下的一个电子，也可能是“立直振动”或“躺平振动”的光波……

　　传统计算电路由各种“逻辑门”组成，对应的就是量子计算机的各种“量子逻辑门”。都是根据一定的规则，变化存储位的0和1。

　　韩正甫说：“传统计算机是这么玩的：一排存储位写进去一个初值。接下来若干步操作，每一步存储器里边的数都变换成另外一组数。走完程序停下来，把里面的数读出来，比如00101010，就是计算结果。”量子计算机同样如此。

　　量子计算机不同之处，是丘比特特别灵活，没bit那么死板。它同时是0和1。比如：它是六成的0和四成的1。这让它有了超能力。学过一点量子力学才能理解Q-bit的奥妙。

　　模糊又精确的Q-bit

　　什么叫“它是六成的0和四成的1”呢？

　　补习一下高中物理：20世纪初的实验发现，物质细小到极限，就无法被准确测量。因为测量意味着干涉，哪怕你只看一眼。当对象微小到了量子级别，它的状态会被观测彻底破坏。这就叫“测不准原理”。东西越小，就越显得模糊。你去测量一个电子的位置，这次测出来在北京，下次测出来在天津。我们只能说一个量子“大概率在北京”，“大概率自旋箭头冲上”，“大概率平躺着振动”……

　　这些概率，是可以多次测量确定的，虽然单次测量的读数不一定。

　　所以量子比特是模糊的也是精确的：同一个数时而读出0，时而读出1；但多次去读，出现0的概率会趋于一个定值，比如说60%。

量子计算机研发20年