量子计算机利用量子力学的特性 比常规计算机更快地解决问题

大家好，我是本栏目的编辑郝帅，现在我来给大家讲解一下上面的问题。根据包括德国诺贝尔奖获得者克劳斯冯克利茨在内的科学家的说法，已经流行了很长时间的量子计算机——一种被称为下一次计算机革命的超高速技术——可能至少10年内不会进入市场。量子计算机利用量子力学的特性，比常规计算机更快地解决问题。长期以来，人们认为它们可以促进科学、救命药物、机器学习和疾病诊断方面的新突破。

76岁的克里奇因发现整数量子霍尔效应获得1985年诺贝尔物理学奖。他说，量子计算机如果存在，不会取代传统系统，主要用于研究和工业。

Klitzing在第69届Lindau诺贝尔奖获得者大会上告诉PTI，“未来10年我不会看到量子计算机问世。即使他们来了，我也不认为他们可以用于普通人的日常计算。”

来自国家标准与技术研究所(NIST)的埃琳娜乔丹同意克利青的观点。

“能够超越经典计算机的量子计算机在不久的将来不会出现。这是因为它们还处于发展阶段，”博尔德科罗拉多大学博士后研究员乔丹说。

“有一些小型量子计算机可以被视为原理的证明，但大多数研究小组仍在努力改进单门操作，例如更好的保真度和更快的速度。”他们远没有提供完全可编程的量子计算机量子比特，”她告诉PTI。

乔丹希望一些有用的量子模拟器只能用于有限的任务——模拟一个难以研究的不同量子系统。

“这些模拟器将对基础研究感兴趣，”乔丹说。

虽然经典计算机具有由比特组成的存储器，其中每个比特由1或0表示，但另一方面，量子计算机保持一系列量子比特，它们可以表示1、0或这两个量子比特状态的任何量子叠加。

“自然界中难以在实验室或经典计算机上实现的复杂现象，可以在量子计算机中进行模拟。量子计算机将成为创新思想和理论的下一个家园。基于新的理论，可以制造新的材料、药物或设备。最终，这将帮助我们取得技术进步，改善人类健康，”奥地利量子光学和量子信息研究所的Manoj K Joshi指出。

“实验室里已经有了简单小巧的量子计算机，但如果你问一台功能齐全、运行成功的机器，也许我们还得等这个，”乔希指出了公司采取的一些措施。IBM Q、DWave、谷歌AI等方面已经到位。

德国马克斯普朗克固体研究所所长Klitzing说，量子计算机可能在有限的领域有所帮助，而普通计算机是社会的支柱。

“我认为我们不需要智能手机中的量子计算机或解决一般算术问题的目的。它还将在技术/公司中进行研究和应用，”乔希也告诉奥地利因斯布鲁克大学的PTI。

科学家认为，量子计算机有望用于解决硬优化问题，确保安全通信，帮助发现药物或肥料的新分子，使许多人的生活变得更好。

“我认为对于一般用途来说，经典电脑仍然是最重要的。未来，更小的量子计算机组件可能用于安全通信，计算机中的真实随机数发生器可能用于加密，”乔丹说。

她说：“重要的一点是，量子计算机只能在某些任务上优于经典计算机，而不是普通计算机。

Jordan认为，在研究和工业中，量子处理器可以用于一些经典计算机难以解决且无法有效解决的优化问题。例如，她说，微软正在开发量子计算机算法来计算为药物或肥料优化的新分子的结构。然而，Jordan指出，一台具有大量量子比特的全可编程量子计算机在某些任务上比传统计算机具有更好的性能，但总体上并不理想。

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