量子計算，到了破土而出的時候？

量子計算，到了破土而出的時候？

提到量子技術，人們的感受往往是曲高和寡，太過玄妙。然而，近期，中科院院士、中國科技大學常務副校長潘建偉在上海一場報告會上以《讓中國的量子科學“領跑”世界》為題的報告中提到：“如果說量子信息是一棵竹子，過去一直在泥土中醞釀破土，現在則到了破土而出的時候。”隨即他提出，如果這棵竹子“被栽在花盆里，最多就長成盆景，如果長在山林中，就可能發展成一片竹林”。量子計算是量子信息領域的主流研究方向。

最近，量子計算的確有點熱。我們一起來細看以下兩個新聞。

谷歌正在考慮將量子計算商用

過去，谷歌投入了大量時間和資金，專注于開發可實際使用的量子計算機。進展如何呢？據彭博社報道，谷歌的量子計算機已經交給科學實驗室和人工智能研究員使用。據稱，目的是推動量子計算相關的工具和應用開發，將其變成更快更強大的云計算服務。

據悉，媒體獲得了一份演示PPT，里面展示了量子計算機硬件的細節，其中包括新成立的實驗室“胚胎量子數據中心”(Embryonic quantum data center)。另一張關于軟件的幻燈片提到“ProjectQ” 的計劃，這是個開源項目，目的是推動開發者為量子計算機編寫代碼。量子系統能解決傳統計算機無法處理的問題，比如幫助了解原子和其他微粒子是如何協助工作的。然而，斯坦福大學量子計算研究員Peter McMahon評價稱：“關于開發量子計算硬件，以及未來把這些硬件變成云計算服務，他們(谷歌)表現得非常坦誠。”量子計算仍處于研究階段，而量子計算機的性能也備受爭議。現今尚不清楚，量子計算機的性能是否可以超過傳統超級計算機。到目前為止，這項技術尚未實現商用。不過，谷歌和IBM等公司仍試圖將量子計算技術商業化，這些努力，也許能打開云計算市場快速發展的新階段。

谷歌表示，正在開發一款使用49個量子比特（Qubit）的機器，但不清楚它是否就是通過互聯網提供給外部用戶使用的計算機。理論上來說，量子計算機可以顯著降低計算時間，大幅降低云服務的價格。

哈佛造出當下最強量子系統

據《新科學家》雜志網站7月20日報道，在近日召開的莫斯科國際量子技術大會上，來自美國哈佛大學的研究團隊宣布，他們已經制造出當下最強量子系統。該團隊研發的量子系統擁有51個量子比特（Qubit），能夠對一種化學反應進行模擬，以此研究原子間的相互作用。

相較于傳統計算機運用二進制數據對信息進行存儲，量子計算機使用量子疊加態描述信息，擁有傳統計算機無法比擬的超級計算能力。但是現有量子計算機只能在傳統計算機上進行模擬，目前最高只能模擬42個量子比特。如果量子計算機想要成為超越二進制的超級計算機，必須擁有超過49個量子比特。

谷歌正在研制的49個量子比特量子系統，需要在極端低溫狀態下，利用材料的超導性儲存信息。但是，哈佛大學研究團隊的領導人米哈伊爾·盧金表示，他們設計了一種全新方法，用激光將銣原子“圈禁”起來，并讓銣原子在激光束內振動，使得每個銣原子創建一個量子位，從而構建出擁有51個量子比特的新系統。

盧金表示，他們研發的全新的量子系統是一種量子模擬器，只能用來構建一種特定的化學反應式，用以研究原子間相互作用及藥物在人體內的作用效果。如果需要對另一種化學反應式進行科學研究，則必須從零開始重建一個新的量子系統。這種量子模擬器雖然沒有量子計算機復雜，但仍需花費巨資才能進行構建。這與谷歌量子系統能構建多種研究模型相比，還存在差距。

“隨著云計算的廣泛使用，人們對數據安全的要求越來越高。量子計算可能在不遠的將來成為現實，如何建立量子時代的信息安全漸漸在世界范圍內成為一個研究熱點。”業內人士對媒體如此評價。

(整理/陶春)