【中國傳動網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】 在20世紀末，“量子”這個詞作為一種具有重大意義的描述而流行起來，用普通的詞匯來形容它甚至都會拉低它的身價。例如，“量子飛躍”就是一個重大的進步。

充其量，這是一個不精確(盡管有趣)的定義。然而，當“量子”被應用到“計算”時，我們確實進入了一個飛躍的進步時代。

量子計算是基于量子理論原理的技術，在原子和亞原子層面上解釋能量和物質(zhì)的本質(zhì)。它依賴于令人難以置信的量子力學現(xiàn)象的存在，例如疊加和糾纏。

歐文·薛定諤(ErwinSchrodinger)20世紀30年代著名的“思考實驗”中，一只貓既死又活，實驗的目的是為了強調(diào)疊加的明顯荒謬，即量子系統(tǒng)可以同時存在于多個狀態(tài)，直到被觀察或測量。今天的量子計算機包含幾十個量子位元，它們充分利用了這一原理。每個量子位都存在于0和1，直到被測量。量子位元的發(fā)展對于處理大量的數(shù)據(jù)和達到以前無法達到的計算效率水平具有重要的意義，而這正是量子計算的潛力所在。

當薛定諤想著喪尸貓的時候，阿爾伯特·愛因斯坦正在觀察他所描述的“遠距離幽靈行動”，這些粒子的傳播速度似乎比光速還快。他看到的是糾纏在一起的電子。糾纏是指同一量子系統(tǒng)中粒子的狀態(tài)不能相互獨立描述。即使它們相隔很遠，它們?nèi)匀皇峭粋€系統(tǒng)的一部分。如果你測量一個粒子，其余的似乎馬上就知道了。目前測量糾纏粒子的記錄距離是1200公里。糾纏意味著整個量子系統(tǒng)大于其各部分之和。

各方都在采用不同的方法進行量子計算，因此對量子計算的工作原理的單一解釋是主觀的。但是有一個原則可以幫助讀者理解經(jīng)典計算和量子計算的區(qū)別。經(jīng)典計算機是二進制的。也就是說，它們依賴于一個事實，即每一個比特只能以0或1兩種狀態(tài)中的一種存在。薛定諤的貓只是說明亞原子粒子可以同時呈現(xiàn)無數(shù)種狀態(tài)。如果你想象一個球體，如果北極是0，南極是1，那么就會有一個二元狀態(tài)。在一個量子位元中，整個球體可以容納無數(shù)的其他狀態(tài)，而將這些狀態(tài)與量子位元之間的關系聯(lián)系起來，使得量子計算能夠很好地適應經(jīng)典計算無法完成的各種特定任務。創(chuàng)建量子位元并維持其存在足夠長的時間以完成量子計算任務是一個持續(xù)的挑戰(zhàn)。

人性化的量子計算

量子計算的目的是幫助和擴展經(jīng)典計算的能力。量子計算機將比傳統(tǒng)計算機更有效地執(zhí)行某些任務，為我們提供了用于特定應用的新工具。量子計算機不會取代經(jīng)典計算機。事實上，量子計算機需要經(jīng)典計算機來支持它們的特殊能力，比如系統(tǒng)優(yōu)化。

量子計算機將有助于在能源、金融、醫(yī)療保健、航空航天等不同領域提出解決方案。它們的能力將幫助我們治療疾病、改善全球金融市場、疏通交通、應對氣候變化等等。例如，量子計算有潛力加速藥物的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)，并提高用于跟蹤和解釋氣候變化及其不利影響的大氣模型的準確性。

將其稱之為“人性化”量子計算，因為如此強大的新技術應該被用來造福人類，否則我們將錯失良機。

投資、專利、初創(chuàng)企業(yè)等方面的增長

從實際情況看，最新的可核實的全球投資和專利申請數(shù)據(jù)反映了這兩個領域的增長，這一趨勢可能會持續(xù)下去。據(jù)《經(jīng)濟學人》報道，進入2015年，全球在量子計算領域的非分類國家投資總計約17.5億美元。歐盟以6.43億美元名列榜首。美國以4.21億美元的投資額位居第一，其次是中國(2.57億美元)、德國(1.4億美元)、英國(1.23億美元)和加拿大(1.17億美元)。20個國家在量子計算研究上至少投資了1000萬美元。

與此同時，ThomsonInnovation進行的一項專利搜索顯示，美國在量子計算相關專利申請中以295項領先，其次是加拿大(79項)、日本(78項)、英國(36項)和中國(29項)。預計到2017年底，與量子計算相關的專利數(shù)量將增加430%

結(jié)果是，各國、科技巨頭、大學和初創(chuàng)企業(yè)都在探索量子計算及其潛在應用領域。

如果你想切身體驗下，可以看看IBM和谷歌等大名鼎鼎的計算巨頭提供的免費工具，以及來自巨頭和初創(chuàng)企業(yè)的開源產(chǎn)品?，F(xiàn)在量子計算機上的實際時間是可用的，而且訪問機會只會進一步擴大。

在我看來，專有解決方案將屈服于開源、協(xié)同研發(fā)和通用量子計算價值主張的觀點的同時，僅在北美就有幾十家初創(chuàng)企業(yè)與政府和學術界一道進入質(zhì)量控制生態(tài)系統(tǒng)。像Rigetti計算公司、D-Wave系統(tǒng)公司、1Qbit信息技術公司、量子電路公司、QCWare公司、Zapata計算公司這樣的名字可能會被大家所熟知，或者被更大的公司所吞并——在這個新興的領域里，一切皆有可能。

發(fā)展量子計算標準

另一種參與的方式是參與開發(fā)與量子計算相關的標準。技術標準最終會加速技術的發(fā)展，引入規(guī)模經(jīng)濟，并擴大市場。量子計算機硬件和軟件開發(fā)將受益于一個通用的術語，和公認的度量結(jié)果的度量標準。

目前，IEEE標準協(xié)會量子計算工作組正在制定兩個標準。一種是量子計算的定義和命名，這樣我們就可以使用相同的語言。另一種解決了性能度量和性能基準測試問題，以實現(xiàn)對量子計算機的性能與經(jīng)典計算機的性能進行測量，并最終相互進行測量。

隨著時間的推移，對額外標準的需求將變得清晰。