量子計算的革命什么時候開始的

5G的話題依然很熱烈，雖然至今仍沒有一個國家或者地區(qū)完全普及5G商用，但是它給人的偉大愿景，早已勝過了歷史任何一次技術革命帶來的喜悅。有科學家甚至這樣說：“區(qū)塊鏈的運用，比電力技術的發(fā)明帶來的影響力還要大?！?/p>

我完全可以感受到，人們對科技是這樣的饑渴。

在對5G暢想的同時，另一項“同樣可以顛覆世界”的科技進入了人們的視野——量子計算。它同樣給人無限的遐想，對未來的影響遠遠大于5G、區(qū)塊鏈等技術帶來的影響，就連華為總裁任正非都這樣評價過，在量子計算面前，區(qū)塊鏈技術不值一提。

量子計算

在全世界人都在爭搶5G成果的之時，我國量子計算技術一下被全球精英們盯上了。比如，今年2月份，來自《朝日新聞》的報道稱，使用量子力學原理，成功實現(xiàn)世界上第一例量子通信衛(wèi)星的中國杰出物理學者潘建偉沒有得到美國政府提供的簽證，沒能參加2月17日在美國華盛頓舉辦的學術交流會。

為什么？原因很簡單，如我上文所說的，量子計算遠比5G帶來的影響要大得多，大家都想從這項技術中分到它的份額。

量子計算到底有多牛？

我們對比一下5G便可知曉。5G號稱速度比4G塊百倍，而量子計算的速度比5G要快百萬倍。2019年11月6日下午4點，華為在深圳總部舉行與任正非咖啡對話。任正非提及到，世界上現(xiàn)在最安全的密碼鑰匙，如果用現(xiàn)在的超級計算機去破譯，需要幾十萬年才能破解，但是如果量子計算機出現(xiàn)后，不用幾秒鐘就把幾百萬年破譯不了的密碼鑰匙破譯完成。

另外據中國量子之父潘建偉介紹，量子計算的能力是隨著比特數呈現(xiàn)指數增長，萬億次經典計算機分解300位的大數需150000年，利用萬億次量子計算機只需要1秒；求解一個億億變量的方程組，利用億億次的經典超級計算及需要100年，利用萬億次量子計算機只需要0.01秒。

由此，我們可以想象量子計算技術到底有多厲害了。

量子計算到底是啥？

我們先看一下量子計算的原理。世界上有一個奇怪的現(xiàn)象，愛因斯坦對此也感到困惑，他給它取了一個絕對不科學的名字——“遠處的怪異行為”，這個奇怪的宇宙現(xiàn)象，通常被稱為“量子糾纏”。

量子糾纏現(xiàn)象完全顛覆了愛因斯坦的所有解析，愛因斯坦認為即使尺度再小的物質，也必須通過光、能量、波等來傳遞信息，但在量子糾纏領域里并非如此——兩個亞原子粒子以某種方式鏈接在一起，即使兩個粒子相距遙遠，當更改一個原子時，另一個原子也立刻跟著被更改。

量子計算機就是利用這一超自然原理研究而成。到目前為止，兩個糾纏的粒子之間的最遠距離約1400公里，這一項記錄是由中國量子科學家潘建偉創(chuàng)造，將地面上粒子與近地軌道上飛行“墨子號”衛(wèi)星上粒子產生糾纏。

潘建偉甚至做過這樣的假設，如果量子原理利用到了如火純情的地步，可以實現(xiàn)如孫悟空那樣的“瞬間變換”，比如，你廣西的家里有一條鑰匙，忘了帶，而你現(xiàn)在在北京，急需要這條鑰匙開門怎么辦？可以使用量子糾纏技術，讓遠在廣西的鑰匙變到北京。

說到這里，我已經無法想象量子技術的未來到底有多厲害，它甚至超越了光、能量傳播等原理的約束，自成一派的實現(xiàn)生活中各種沒法做到的事情。

如果運用到物流會是怎么樣呢？

它甚至不用運輸車，屆時，什么居于5G技術基礎上的自動駕駛都不值一提，直接做量子干擾，就可以把一堆無知瞬間變到一個遙遠的地方，包括宇宙其他星球。那么，星際旅行還是問題嗎？

我國量子研究進展到什么情況

近年來，中國科研團隊在量子信息技術領域取得了一系列世人矚目的科研成果，實現(xiàn)了“中國量子信息技術領跑世界”。近日，中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等與中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所尤立星以及德國和荷蘭的科學家合作，在國際上首次實現(xiàn)了20光子輸入6060模式干涉線路的玻色取樣量子計算，輸出了復雜度相當于48個量子比特的希爾伯特態(tài)空間，其維數高達三百七十萬億。論文以“編輯推薦”形式近日發(fā)表于國際學術權威期刊《物理評論快報》。

浙江大學、中科院物理所、中科院自動化所、北京計算科學研究中心等國內單位組成的團隊日前通力合作，開發(fā)出具有20個超導量子比特的量子芯片，并成功操控其實現(xiàn)全局糾纏，刷新了固態(tài)量子器件中生成糾纏態(tài)的量子比特數目的世界紀錄。這一進展8月9日發(fā)表于美國《科學》雜志。

好了，我們來說一下量子計算分風口到底有多大。

量子計算并并簡單的把它看成一個技術，它代表的是一次生產方式的革新。正如前面所提到的，它的速度，以及特性，都是前所未有的。它不僅解決算法上的局限，還可以在傳輸上有絕對的安全性。比如郵件傳輸，你沒法進行篡改，畢竟量子糾纏的特性是，兩個量子之間相互干擾，做出相同的動作，目前還沒有發(fā)現(xiàn)可以改變這一性質的力量或者方式。

相對于5G來說，量子計算不僅僅是上一個臺階這么簡單，而是從本質上改變了之前的所有算法方式，再也不是0101代碼的算法，而是另外一種我們沒見過的算法。

目前，各個國家都在搶占這個技術風口，我國起步雖然晚了點，但是憑借潘建偉等一批頂級科學家的努力，目前我國的量子計算已經領先于其他國家。比如，阿里巴巴達摩院已著手量子計算系統(tǒng)和超導量子芯片的研發(fā)；今年3月，百度也宣布成立量子計算研究所；騰訊亦開始人才布局。國內量子計算領域或迎來“黃金發(fā)展期”。

讓我們一起期待那一刻的到來，為量子計算的科學家點贊加油。

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