量子计算机离我们还有多远
不知道大家听说过“薛定谔的猫”这个实验没有?奥地利物理学家薛定谔曾经假设说,在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质。
之后,在某个时间,有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫,同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。
那么,如果我们不揭开盒子,只能认定猫或者死,或者活,也就是说,猫处于一种活与死的叠加态。量子理论就认为,物质存在一个中间态,就像猫既不死也不活,这种不确定性就是量子最明显的特征。
另外,当两个量子纠缠在一起,会形成“纠缠态”,那么无论相隔多远,当一个量子的状态发生变化,另一个量子也会超光速“瞬间”发生如同心灵感应的变化。
基于量子的叠加态与纠缠特性,量子计算机被认为将是最具革命性的量子信息应用。量子信息科学对保密通信和高性能计算给出了革命性的解决方案。
举个例说,如果你要在800万本书里找一个单词,现有的计算机会一本一本进行搜索,而量子计算机则会分身为800万台计算机同时寻找。
随着体系结构发生变化,量子计算机将采用全新的算法,未来将为金融分析、气象预报、药物设计等大规模计算提供全新的方案。量子计算机还可以通过“模拟”来解决科学研究中的一些未解之谜。
在量子计算机方面,科学家们已经取得了不少进展。ibm研究中心主任查尔斯•贝内特,正是量子信息理论的创始人,他的团队研发了全球首款商用的量子计算机qsystemone,它可操纵20个量子比特。之后,google推出的量子计算机可操纵72个量子比特。
2017年,中国已经成功构建光量子计算机,大约可实现20个光量子比特的操纵;而超导量子方面,可以操纵10个量子位,总体水平属于世界中等偏上。