量子計(jì)算五大常見(jiàn)誤區(qū)

量子計(jì)算有望引領(lǐng)人們進(jìn)入天體物理學(xué)、藥物研發(fā)和材料科學(xué)的新時(shí)代，但對(duì)于它將如何影響社會(huì)，仍存在一些常見(jiàn)的誤區(qū)。美國(guó)《福布斯》網(wǎng)站在近日的報(bào)道中，揭示了人們對(duì)量子計(jì)算的五大誤解。

將迅速取代經(jīng)典計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)有可能在數(shù)小時(shí)或數(shù)分鐘內(nèi)完成經(jīng)典計(jì)算機(jī)需要數(shù)十億甚至數(shù)萬(wàn)億年才能完成的計(jì)算。例如，中國(guó)科技大學(xué)的潘建偉、陸朝陽(yáng)、劉乃樂(lè)等人與中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作，成功構(gòu)建了113個(gè)光子144模式的量子計(jì)算原型機(jī)“九章二號(hào)”，在高斯玻色取樣這一問(wèn)題上的處理速度，比目前全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快億億億倍，也就是說(shuō)，“九章二號(hào)”1毫秒可算出的問(wèn)題，全球最快超算需30萬(wàn)億年。

但是，普通計(jì)算機(jī)用戶不需要使用量子計(jì)算來(lái)完成日常的任務(wù)和工作，這意味著更便宜、更容易生產(chǎn)的經(jīng)典計(jì)算機(jī)還將陪伴人們很長(zhǎng)時(shí)間。

能更快處理各種任務(wù)

量子計(jì)算機(jī)擅長(zhǎng)處理復(fù)雜的科學(xué)問(wèn)題。例如，如果物理學(xué)家想模擬亞原子粒子的行為，他們可能需要一臺(tái)基于量子原理運(yùn)作的計(jì)算機(jī)；量子計(jì)算機(jī)也非常適合建模非量子但仍然非常復(fù)雜的系統(tǒng)，如金融市場(chǎng)、氣象模式和生物生態(tài)系統(tǒng)等；量子計(jì)算機(jī)大顯身手的另一個(gè)領(lǐng)域是優(yōu)化問(wèn)題，如從大量變量中挑選出最佳組合。

不過(guò)，對(duì)于從文字處理到觀看視頻和玩游戲的大多數(shù)日常任務(wù)來(lái)說(shuō)，量子計(jì)算機(jī)的速度目前還不太可能得到顯著提升。軟件開發(fā)人員花了數(shù)十年時(shí)間來(lái)優(yōu)化在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)這些功能的方式，而量子開發(fā)人員才剛剛起步。

讓加密技術(shù)“下崗”

加密技術(shù)是保護(hù)國(guó)家安全、商業(yè)機(jī)密以及個(gè)人隱私的首要手段，更是互聯(lián)網(wǎng)上所有隱私和數(shù)據(jù)安全的基礎(chǔ)。

量子計(jì)算給加密技術(shù)帶來(lái)了極大的沖擊和挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)密碼技術(shù)往往基于大素?cái)?shù)的因數(shù)分解難題來(lái)實(shí)現(xiàn)加密，而量子計(jì)算可以大大加快因數(shù)分解的速度，并有可能通過(guò)量子糾纏等特殊機(jī)制來(lái)改變密碼學(xué)的基礎(chǔ)規(guī)則。但這并不意味著傳統(tǒng)加密的終結(jié)。對(duì)抗量子計(jì)算的挑戰(zhàn)，密碼學(xué)家們正致力于研究“量子安全”的加密協(xié)議，開發(fā)新的密碼學(xué)算法，以及改進(jìn)傳統(tǒng)的RSA算法。

科學(xué)家認(rèn)為，隨著基于格的密碼學(xué)和基于多元多項(xiàng)式的密碼學(xué)等開始嶄露頭角，新的安全協(xié)議也會(huì)接踵而至，為人們?cè)?a target="_blank">網(wǎng)絡(luò)上的活動(dòng)保駕護(hù)航。

目前還沒(méi)有用武之地

量子革命的確還處于早期階段，但量子計(jì)算機(jī)并非是虛幻的技術(shù)，其已成為人們實(shí)實(shí)在在的“幫手”?？爝f巨頭DHL公司使用量子計(jì)算機(jī)優(yōu)化配送路線；高盛公司開發(fā)了用于高速完成財(cái)務(wù)計(jì)算的量子算法；制藥企業(yè)默克公司使用量子化學(xué)幫助開發(fā)新的抗生素；寶馬和空中客車公司正攜手利用量子技術(shù)解決研制更高效燃料電池可能面臨的問(wèn)題。

無(wú)獨(dú)有偶，2022年1月，離子阱量子計(jì)算公司IonQ和現(xiàn)代汽車宣布就使用量子計(jì)算來(lái)提高下一代電池效率展開合作。美國(guó)廣告公司Reply正在探索如何利用量子計(jì)算為物流、投資組合管理和故障檢測(cè)等領(lǐng)域提供更優(yōu)化的解決方案。2023年，埃森哲實(shí)驗(yàn)室與量子計(jì)算軟件公司1QBit和生物科技公司Biogen合作，驗(yàn)證了一種量子化的分子比較方法與現(xiàn)有方法一樣好，甚至更好。

量子計(jì)算每天都在人們看不見(jiàn)的地方“大顯身手”，目前全球價(jià)值8.66億美元的市場(chǎng)預(yù)計(jì)到2028年將擴(kuò)大到43億美元。

只適用于政府和大企業(yè)

量子計(jì)算機(jī)價(jià)格高昂，而且需要在高度安全和可控的環(huán)境中運(yùn)行，但獲得這項(xiàng)技術(shù)的成本正在下降。

量子計(jì)算機(jī)可解決的許多問(wèn)題與較小的企業(yè)和組織有關(guān)，例如優(yōu)化供應(yīng)鏈或更有效地創(chuàng)造新產(chǎn)品等。量子計(jì)算提供商旨在讓這些占全球經(jīng)濟(jì)90%以上的企業(yè)能夠使用這項(xiàng)技術(shù)。例如，IBM、谷歌和IonQ等已經(jīng)開始向小公司和研究團(tuán)體提供“訪問(wèn)即服務(wù)”。2016年，IBM將一臺(tái)小型量子計(jì)算機(jī)連接到云端，使人們能在云上構(gòu)建和執(zhí)行簡(jiǎn)單的程序。一年后，美國(guó)全棧量子經(jīng)典計(jì)算公司Rigetti Computing團(tuán)隊(duì)展示了第一個(gè)使用pyQuil Python庫(kù)的可編程云訪問(wèn)，這使學(xué)術(shù)研究人員、教授、學(xué)生和業(yè)余愛(ài)好者能夠使用程序工具構(gòu)建運(yùn)行許多不同量子算法的程序。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，量子計(jì)算機(jī)將在某些特定的領(lǐng)域發(fā)揮自己獨(dú)特的才干。

來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

記者：劉霞編輯：藺弦弦