“想像一下，你被要求5分钟内在国会图书馆某一本书的某页上找到一个字母‘X’。这几乎是不可能的，因为那里有5000万册书。但是如果你处于5000万个平行现实中，每个现实都可以查看不同的书籍，你肯定能在其中某个现实中找到这个‘X’。在这个假设中，普通计算机就是像疯子一样的那个你，需要5分钟内找遍尽可能多的书。而量子计算机却能将你复制出5000万个，每个只需翻找一本书即可。”

 

　　除此之外，量子计算机被认为完全颠覆了传统计算机的概念，具有绝对安全的加密通信、能提供精准的天气预报、再也没有交通噩梦，以及很多我们也许这只是在科幻片中看到的强大功能。那么，什么是量子计算机，它离我们究竟有多远，这期我们就来了解。

 

　　技术基础

 

　　量子计算机（quantum computer）是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。

 

　　量子计算机是利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机，被誉为未来世界的计算机革命。它是一种全新的基于量子理论的计算机，不同于使用二进制或三极管的传统计算机，量子计算机应用的是量子比特，可以同时处在多个状态，而非像传统计算机那样只能处于0或1的二进制状态。

 

　　世界研究动态

 

　　2016年11月30日《微软亚洲研究院》：微软在量子计算领域不断发力，有望利用“拓扑量子比特”研制出可扩展量子计算机。微软研制量子计算机的方法基于一种被称为“拓扑量子比特”的量子信息单位。微软团队相信拓扑量子比特能够更好地应对温度、电噪声等因素的干扰，使它们能够长时间保持量子状态，让它们更具实用性，更有效地工作。在研制量子计算机样机的同时，微软还开始研发相应的量子计算软件，以便在系统开始运行的第一天就能高效地解决复杂问题。

 

　　2016年11月23日《麻省理工科技评论》：来自IBM沃森实验室和麻省理工学院（MIT）的研究者展示了一个简单的量子计算系统，与过去相比，它的“纠缠”量有指数级提升。这意味着量子计算机或者量子信息设备的计算能力，已经接近我们实际运用需求的预期了。同时，据报道美国桑迪亚国家实验室和哈佛大学科学家首次研发出一种新型“量子桥”技术，该技术可以将大量微型的量子计算机连接起来。新型量子桥技术是通过向钻石中添加杂质实现的。在实验中，桑迪亚国家实验室和哈佛大学科学家采用了聚焦离子束和离子注入机，它们负责将一个个单个离子注入到一块钻石底物的特定位置。然后，研究人员利用一个硅原子替代钻石中的一个碳原子，从而导致该硅原子周围的碳原子“逃离”。这样，硅原子周围就会空出许多空间。通过这种方式，物质看起来是以固态形式存在，但它们的行为属性就好像气态物质一样。研究人员认为，这一成果将推动量子计算的更快发展与实际应用，也将有助于研制更为强大的人工智能系统。

 

　　与此同时，世界各地的科研团队，也频频传出捷报，诸如全球首个量子计算机桥、科学家设计出小型可编程量子计算机等量子计算机的诸多关键技术不断被攻克。

 

　　我国取得新突破

 

　　5月3日，中国科学院在上海举行新闻发布会，世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生。中国科学技术大学潘建伟院士及其同事陆朝阳、朱晓波等，联合浙江大学王浩华教授研究组，成功构建了世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机。这台由中国科学家团队自主研发的10比特超导量子线路样品，通过发展全局纠缠操作，成功实现了目前世界上最大数目的超导量子比特的纠缠和完整的测量。这台计算机是真正的“中国制造”。实验测试表明，该原型机的“玻色取样”速度不仅比国际同行类似的之前所有实验加快至少24000倍；同时，通过和经典算法比较，也比人类历史上第一台电子管计算机(ENIAC)和第一台晶体管计算机(TRADIC)运行速度快10-100倍。目前没有实际用途，只执行这种高度复杂的计算形式，但显示了量子计算的未来潜力。在业内人士看来，量子计算机将是计算技术的下一个里程碑。如果把经典超级计算机比作常规导弹，量子计算机就好比核弹头。

 

　　随着各项研究的不断突破，我们相信量子计算机离我们会越来越近。