量子计算机是什么

“九章”量子计算原型机

量子计算机依赖出现在自然界的量子力学现象——基本上是物质的两种重要状态，名为叠加和纠缠（entanglement）。物质的这些状态被用于计算时，有望提升对复杂数据集执行计算的能力。

这里的重要区别在于量子计算机不同于传统计算机，传统计算机是依赖晶体管的二进制数字电子计算机。

什么是晶体管？这个估计大家都知道，普通智能手机里面就有几十万个晶体管，晶体管可在两种状态之间切换：0或1，即开或关，从而计算信息。

量子计算机并不使用晶体管（或经典比特），而是使用量子比特（Qubit）。

经典比特与量子比特的区别

量子比特是量子计算机中基本的信息单位。

量子比特可能是-1或1，也就是同时拥有这两个值的属性，这就叫叠加。所以，执行计算方面立即有了更多种可能性。

如今市面上最先进的量子计算技术可以使用多达1000量子比特。

另外，量子比特可以利用一种名为量子纠缠的状态，在这种状态中，成对或成组的量子粒子连接起来，那样每个粒子就无法独立于其他粒子加以描述，即便粒子之间隔着很远的距离（例如宇宙的两端）。

爱因斯坦称之为“远距离的幽灵行动”（spooky action at a distance），它正是量子传输的理论基础。

对于那些不是量子物理学家的普通人来说，重要的是，由于量子比特以及叠加和纠缠现象，量子计算机可以同时处理大量计算任务，而且速度比传统计算机快得多。

加拿大D-Wave公司在几年前已经制作出世界上第一台商用量子计算机，位于加拿大温哥华的量子计算机。这家公司被广泛视为量子计算的开路先锋和标准制定者。量子计算机容量日益增加这个现象被称为罗斯定律（Rose Law），该定律以D-Wave公司的首席技术官乔迪·罗斯（Geordie Rose）命名。

D-Wave Systems公司位于加拿大温哥华的量子计算机

量子计算的罗斯定律就好比半导体处理器领域的摩尔定律。基本上，量子计算机的速度已经变得很快。

D-Wave公司处于量子计算商业应用的最前沿，但是有一些细节需要考虑。D-Wave公司还没有做出一款通用量子计算机。它好比是针对特定应用的处理器，经过了调优，旨在处理一项任务——解决离散优化问题。这对应于许多现实世界的应用领域，从金融、分子建模到机器学习，不一而足，但是它不会改变人们目前的个人计算任务。

在短期内，假设它会应用于科学超级计算任务和商业优化任务，可能会隐藏于互联网巨头的数据中心，改善图像识别及其他形式的近似人工智能的神奇任务。在大多数情况下，量子计算机对经典计算集群而言将是起到加速作用的协处理器。

D-Wave公司向谷歌之类的客户销售和出租量子计算机。

据说这些机器的成本为1000~1500万美元。

就算D-Wave机器在大众使用上还没普及，IBM公司已经开始在提供“世界上第一个通过IBM云提供的量子计算平台”，旨在让公众可以发掘量子处理能力。

2017年11月，IBM公司公布了世界上第一台50量子比特的量子计算机。它诞生在一个实验室里，在一个巨大的白色箱子里，用泵保持它的最适宜温度，还有一些传统的计算机管理被启动的任务或算法。

通常，信息被创建并存储为一系列的1和0。量子比特可以同时表示两个值（被称为叠加），这意味着量子计算机可以同时对两者进行测试。添加更多的量子比特，这种计算能力会增加到令人难以置信的程度。

2020年已近尾声，“九章”——这一中国“黑科技”再度刷屏。

76个光子的量子计算原型机“九章”，处理5000万个样本只需200秒，而目前世界最快的超级计算机需要6亿年。

被称为“量子鬼才”的陆朝阳说，“‘九章’在一分钟时间里，完成了经典超级计算机一亿年才能完成的任务”。

“九章”的问世，逼近“量子计算优越性”。未来世界，算力即权力。在超强算力面前，一切都是镜花水月。

所以AlphaGo不计算所有的事件，而是采用蒙特卡罗模拟与人类对抗，最终曲线革命成功，但如果“量子计算机”出战，什么抽样统计，什么概率分析，什么深度学习，都不在话下。可以说，当代社会最大矛盾之一就是日益增长的数据处理与有限算力之间的矛盾。谁最先拥有量子算力，谁就拥有最大权力。