作者簡介：楊歆樂，井通科技首席構架師。曾在家樂福、英特爾及阿迪達斯等公司工作。在中學期間曾專門從事量子估算方面的研究工作，對密碼學和網路安全均有較為深入的研究。近幾年對區塊鏈技術有深入的研究，而且擁有若干項專利。現居住法國密西西比州新澤西市。
近來，中國科技學院的潘建偉院士宣布量子通訊潘，中國研究團隊在今年首次實現十光子糾纏縱的基礎上建立了世界首臺趕超初期精典計算機ENIAC和的超導量子芯片計算機。
確實，這在科學界是個可喜可賀的事情，由于這表明中國團隊不但在量子通信領域里處在世界領先位置，在量子計算機的實驗上也擠進了第一方陣。同處該方陣的還有微軟()，國際商用機器公司(IBM)和德國的Delft技術學院等等。
然而，這個原本挺嚴謹學術的事情，在一個“不在意事實，只在意觀點”的時代被不幸的標題黨了一下，就弄成了大事兒：
人民晚報微博的一句“比超級計算機還厲害！”博得了億萬網民的眼珠。不過也好，借此科普一下。
我們還是先瞧瞧究竟如何回事吧。先來看圖：
圖1，中國團隊的10量子比特芯片（2017）
圖2量子通訊潘，微軟UCSB的9量子比特芯片（2015）
首先，中國團隊的這個10個量子比特的芯片趕超了微軟John組的9個量子比特。確實是領先的。而且從速率上快了24,000多倍，并且也是第一個比ENIAC快的量子計算機。
不過，這個量子計算機算的是一個稱作Boson的特定問題，這個和通用量子計算機還是不一樣的。
Boson，“玻色采樣”，它的估算復雜度是隨著粒子數的降低而指數下降的。理論表明，目前最好的商用CPU只能處理約25個粒子的玻色采樣，而目前最快的超級計算機“天河2號”能處理約45個粒子。假如量子計算機才能達到100個粒子的相干操縱，這么它對于處理這類問題的能力就可以達到“天河2號”的百億億倍！
但是，量子比特不光看數目，還要看質量，其中包括量子比特的糾纏壽命，還有操作靈活性上。
在糾纏壽命(T1)上，中國團隊的在10.9ms到27.2ms之間，微軟UCSB的在18.6ms到39.2ms之間，IBM的在20.4ms到44.4ms之間——中國團隊的接近世界先進水平。
從操作靈活性及可靠性上來說，中國團隊的芯片就差了一些。中國團隊的芯片兩個量子比特操作的可靠性只在90%左右，而的在98%左右。而在通用量子計算機中，不但壽命要高，操作性更須要達到99%，并且任意兩個相鄰的量子比特之間都要能自由實現高可靠的兩個量子比特的操作。所以，從水平來看應當是伯仲之間，各有千秋。但是，未來還是有很長的路要走的。
所以，我的評價是：潘教授領導的團隊步入量子計算機實驗領域，從無到有，但是擠入第一方陣。十分棒。另外，即使我們堪稱一五年內達到20個量子比特，微軟團隊甚至堪稱2018年末前搞出50個量子比特。并且量子計算機本身仍屬于前途光明，公路坎坷的狀態。
據悉，這兒我們再加個小插曲哈。請看右圖：
圖3，文章署名
可以看見，即使潘教授是最后一個作者（大boss）。并且似乎是團結了中科院，北航等諸多單位包括朱曉波、黃浩華等院士。說明潘教授的組織貢獻應當小于科研攻關的貢獻。
下邊，我們來簡略介紹一下量子計算機，便于你們更好理解。
（簡化得不能再簡化的）原理
你們曉得，普通計算機用的數據單元是比特，也就是0和1，例如磁體的南北，電容的充放電，電流的高低。
量子計算機呢，用的是量子比特，也是0和1，不過我們如此表示：|0?和|1?。諸如粒子的載流子，光子偏振光或則是反射和透射等等。只不過，光子的偏振光狀態是可以疊加的，也就是說可以一半水平偏振光，一半豎直偏振光——這種疊加可以是任意比列的。
形象地來看，量子比特似乎是分布在一個單位球表面上的任意一個點，可見量子比特所包含的信息比精典比特多得多。
但是，根據量子系統的可疊加性，多個量子比特也可以并行處理運算。當有兩個光子的時侯，兩個量子比特就不止有|00?,|01?,|10?,|11?這四個狀態，而是可以有這四個狀態的隨便疊加，例如|00?+|11?就表示這兩個光子要么一起橫偏振光要么一起豎偏振光，而且不定——這就是所謂的糾纏態。
可見量子比特可以處在的狀態的種類比普通比特多多了。這么，這樣糾纏的多粒子理論上就可以進行并行估算了。
歷史
量子計算機最早的看法是愛搗蛋的印度數學學家費曼在1982年提出來的。（費曼就是那種發覺挑戰者號航天客機橡膠圈凍硬造成燃料泄露造成車禍的人。）
費曼發覺剖析模擬量子化學世界所須要的估算能力遠遠超過了精典計算機所能達到的能力，而用實驗室中一個可控的量子系統（例如：一臺量子計算機）來模擬和估算另外一個我們感興趣的量子系統，會特別高效。
費曼（他的自傳《別鬧了，費曼先生》寫得很詼諧，推薦給你們）
不過，量子計算機這個看法直至1994年的出現才促使人們認真上去。你們都曉得非對稱密碼學RSA體系借助的是將兩個大質數的乘積質數分解十分困難。通常覺得復雜度是O(NlogN)的量級，也就是說一個400位的數要質數分解，最快的超級計算機須要算上百萬年的時間。而Shor發覺量子計算機可以用一年的時間即使下來了——量子計算機把RSA破解的復雜度降到O(log2(N))的水平。
另外在1996年，Lov發覺量子計算機可以把最短路徑的問題從O(N)的復雜度降為O(N-1/2)的水平。
另外，和在1998年發覺量子固溶原理可以加速機器學習的過程。Dwave就是借助這個原理另辟蹊徑作出的專門幫助機器學習的量子固溶機。
Shor的發覺令人激動而焦慮——因為現在金融系統等保險等級最高的地方都是使用RSA系統加密的。而一旦實用型的量子計算機出現，這種RSA的公秘鑰都將作廢。甚至人們發覺，只要作出一個45個量子比特的量子計算機就可以徹底廢除RSA系統。
不過，量子計算機理論上可行，而且實驗上十分困難，由于多粒子糾纏實現上去十分困難。所以，十多年前就有人作出5個量子比特的量子計算機。而昨天人們的進展也只是10個量子比特。作出更多的量子比特就須要將更多的粒子糾纏上去，以昨天的發展速率，要做到45個量子比特須要大概30到50年的時間。
但是，這世上的事情從來都是一物降一物的。即使是高性能的量子計算機做下來了，也會有量子通信來進行加密。所以，你們不用杞人憂天。
編輯表示，您能沿著聽到這兒，已然很厲害了。給您點贊。總之這個科普小編是沒有全讀懂。您讀懂了嗎？歡迎給我們留言。
