“可商用量子计算机问世 短期内仍难处理现实问题”

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量子计算机已成为引起激烈角逐的科学技术前沿。 而且，相关竞争越来越激烈。

最近备受瞩目的是两大科技巨头在该行业的进展: ibm上个月宣布，将于今年10月中旬正式推出具有53个量子比特的商用量子计算机。 随后，谷歌的研究开发小组在一篇论文中明确表示，这是首次实现量子霸权。

与经典的计算机有很大不同

据外国媒体报道，ibm发表的53个量子比特的量子计算机将通过云向顾客开放。

这个量子计算机系统将是位于美国纽约州的ibm新的量子计算中心的一部分。 该中心拥有5台20个量子比特的量子计算机，计划10月增加到14台。 ibm承诺，将对外开放95%的量子计算机服务。

20世纪90年代，许多开发量子计算机的科学家被认为是在撒谎。 目前，量子计算机已经成为炙手可热的前沿科技行业，其快速发展的前景也见于许多科技企业。

那么量子计算机是什么呢？

量子计算机从基础到运算模式都和经典计算机完全不同。 中国科学院物理研究所研究员、固体量子报纸和计算实验室主任范位数介绍说，量子计算机遵循量子力学原理，以量子比特为基本量子新闻单元，以量子纠缠、相干叠加为特色，以实用和科学问题的处理为目标。

举个简单的例子，经典计算机最基本的单位是由0和1构成的比特，量子比特可以是0也可以是1，所包含的新闻量更多。

实现量子计算所需的条件有扩展性、初始化可能性、脸部干燥等。 桁说，其中扩展性可以增加量子位数，实现大规模量子计算。 脸部干燥时间量子态维持量子相干性，可以用于逻辑运算。

从用途来看，量子计算机可以分为专用和通用两种。 专用计算机可以处理特定的问题，但不适合处理所有的问题。 通用量子计算机能处理的问题越来越多。

在量子计算机的相关竞争中，量子霸权尤为引人注目。

是如何实现量子霸权的？ 业界普遍认为，量子霸权是指量子计算机在某个问题上计算能力最强的以前传到计算机上，较之前实现了传到计算机上的霸权。 业界认为，如果能够比较有效地操作50个左右的量子比特，就能够实现量子霸权。

据外国媒体报道，谷歌用于实现量子霸权的量子计算机有53个量子比特。

处于能否处理现实问题的边缘

总体来说，现在量子计算机的迅速发展处于什么水平？

50个左右的量子比特的量子计算机介于不能处理现实问题和现实问题的边缘。 中国科学技术大学中国科学院量子新闻要点实验室教授韩正甫在接受科技日报记者采访时回答说，短时间内让现有的量子计算机处理现实问题是困难的，但也不是不可能的。

韩正甫说，量子计算机未来的快速发展趋势非常确定:首先必须对量子计算机进行体系结构，然后增加量子比特数，提高量子比特质量。 之后，量子计算机相关应用也成为核心竞争点。

量子计算机的研发事业目前面临着许多核心课题。 韩正甫说。

这些课题的侧面是保真度，即量子计算机在计算时产生的误差有多大。 误差越大，保真度越小。 如果保真度小到一定程度，计算结果就不可靠，量子计算机也就失去了存在的意义。 所以必须保证忠实度达到一定水平。

另一方面是量子相干性的保持。 因为量子计算机在计算中需要将所有的量子比特相互交织在一起，而外部环境干扰则会破坏量子的相干性。 这是因为，需要进一步延长量化相干性保持时间，找到在量化相干性消失之前完成计算任务的方法。

目前量子计算机的算法比较少，这将影响到未来量子计算机的应用前景。 范围桁被指出。

但是，汉正甫表达了不同的观点。 目前，我们认为量子计算机行业主要有两种算法，如果量子计算机成立，这两种算法的应用面已经很广，足以处理许多问题。

当然，如果有越来越多的新算法，就可以应对越来越多的问题，所以更好。 韩正甫说。

关于量子计算机是用什么材料制作的，范围桁，介绍了科学研究者还在尝试，目前有超导材料、光子材料、原子材料等各种可能性。 无论使用哪种材料，核心都基本符合量子计算机的运行规律。

盲人像大象一样探索前进

汉正甫把量子计算机的研制比作盲人的形象。

开发量子计算机，相当于必须从头开始做现在的经典计算机，把整体重新做一遍，重新考虑材料、硬件、软件、算法等所有环节。 韩正甫解释说，与此相比，没有任何可以借鉴的例子，谁也不知道如何成功，所以各研发团队必须探索前进。

更不用说在研究开发过程中受到量子性质的各种限制和各种现实的研究开发条件的限制。

尽管如此，量子计算机诱人的应用前景，依然令人垂涎。

未来，量子计算机将在人工智能、大数据解决、新闻检索、生物制药、物流优化等行业发挥重要意义。 桁梁表示，以生物制药行业为例，量子计算机可以更好地模拟生物反应所涉及的量子过程。

多家业内人士向科技日报记者表示，目前国外谷歌、ibm、deep-wave等企业正在大力开发量子计算机，国内阿里巴巴、腾讯、华为等公司也成立了量子计算机研发团队。

在国家一级，量子新闻技术也得到了前所未有的重视。

年，美国国会通过了国家量子倡议法案。 根据该法案，美国将实施国家量子提案项目，目标是在未来十年加速量子新闻科学及其技术应用。 该法案规定，美国总统必须成立国家量子提案咨询委员会，掌握国家量子提案项目以及量子新闻科技行业的进展。

欧洲委员会将于年推出量子旗舰计划，并计划在未来十年向量子研发行业投入10亿欧元。 该计划的目标之一是加强和扩大欧洲在量子技术研究开发行业的领先地位。

中国也非常重视量子通信和量子计算机的技术开发。 其中量子通信和量子计算机已经被列入科技创新2030的重大项目。 据相关报道，量子新闻科学国家实验室的建设也在进行。

因为今后50年是量子计算机的时代，如果没有量子计算机行业相关的核心技术，这个行业的竞争不会输给任何人。 桁说。 (记者刘园园)