什么是量子计算机 这些你应该知道

现在的计算机取代了原来传统的“算盘”，而量子计算机是什么？说它将现代使用的计算机或者超级计算机视为“算盘”一点都不为过。

量子计算机，简单地说，它是一种可以实现量子计算的机器，是一种通过量子力学规律以实现数学和逻辑运算，处理和储存信息能力的系统。它以量子态为记忆单元和信息储存形式，以量子动力学演化为信息传递与加工基础的量子通讯与量子计算，在量子计算机中其硬件的各种元件的尺寸达到原子或分子的量级。量子计算机是一个物理系统，它能存储和处理关于量子力学变量的信息。

起初对量子计算机的研究纯粹只是出于学术上的好奇，但到了1994年，贝尔实验室的数学家肖尔提出了大数因数分解的算法（大数因素分解是指大数字的质因数分解，如下图中的例子），才激发了人们对量子计算机的研究热情和兴趣。一个非常大的数字，传统计算机可能需要数十亿年的时间将它分解，但通过肖尔的方法只需要几个小时就可以解开。目前的量子计算机使用的是如原子、离子、光子等物理系统，不同类型的量子计算机使用的是不同的粒子，中国的量子计算机“九章”使用的就是光子。

另外，量子计算机主要分为通用量子计算机（也称为标准量子计算机）和专用量子计算机。通用量子计算机通过量子纠缠、量子干涉、量子叠加等量子态实现计算，例如，Google于2018年3月发布的72量子比特的量子计算机Bristlecone；专用量子计算机则是通过其他理论或模型实现计算（如，量子退火理论等），例如，D-Wave公司的发布的各型量子计算机，该公司于2018年发布的量子计算机已具有高达2000个量子位。

目前，多数开发者选择的是超导和半导体两条路线，两者的工程化、工艺化也快速推进。开发者希望，借助先进的半导体、集成电路工艺，在推进量子计算机研制的同时，为未来量子计算机与经典计算机的潜在融合做准备。科学家预测，未来10至15年，科学界有可能操纵100量子比特，从而真正实现“量子优势”。郭光灿说，经典信息技术时代，我国是跟踪者、模仿者，量子计算是我国成为未来信息技术引领者的机遇。“量子计算技术是颠覆性技术，关系到未来发展的基础计算能力。谁先把量子计算机搞出来，谁就占据了量子信息时代的制高点。”

目前量子计算机只是处于第一阶段，对于量子计算机，在未来只有经过深入细致钻研，经过技术沉淀，才有可能抓住量子计算机的发展机遇，实现突破。