有人說，未來50年人類須要突破的兩個(gè)領(lǐng)域是量子計(jì)算機(jī)和可控核聚變。為此，世界各國都在竭力發(fā)展量子估算技術(shù)大學(xué)量子物理排名，其中也包括中國。如今經(jīng)過多年的發(fā)展，發(fā)展已??經(jīng)一口氣趕超了俄羅斯、日本、歐洲！其把握的量子估算技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平，令世界各國感嘆不已。起碼是20年后的事了。她們說，中國的量子計(jì)算機(jī)太神奇了，吸引了以德國為首的20多個(gè)西方國家前來尋求合作。
圖為量子計(jì)算機(jī)
但在我們了解量子計(jì)算機(jī)之前，我們必須首先解釋一下哪些是量子熱學(xué)。它是數(shù)學(xué)學(xué)的理論，是研究物質(zhì)世界中微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)學(xué)的一個(gè)分支。它與相對(duì)論一起構(gòu)成了現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)的理論基礎(chǔ)。基于這種理論，發(fā)明了旋磁共振、電子隧洞顯微鏡等。
這就是為何量子熱學(xué)也被稱為半導(dǎo)體工業(yè)的基礎(chǔ)。基本上，以現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)是在量子熱學(xué)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，包括量子計(jì)算機(jī)，完全基于量子疊加態(tài)和不確定性原理。它是基于量子糾纏等量子效應(yīng)建立的。
為此，量子計(jì)算機(jī)的本質(zhì)依然是一種計(jì)算機(jī)。不同的是，它處理和估算量子信息并運(yùn)行量子算法，因而被稱為量子計(jì)算機(jī)。這類計(jì)算機(jī)運(yùn)行速率高、處理信息能力強(qiáng)、應(yīng)用廣泛。因?yàn)槠浞秶鷱V等特性，一般用于處理大量復(fù)雜信息，處理速率比普通計(jì)算機(jī)快1000萬倍左右。普通筆記本的。
圖為量子計(jì)算機(jī)
怎樣理解速率這個(gè)概念呢？2020年全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單出爐。美國超級(jí)計(jì)算機(jī)富岳排行第一。它堪稱擁有世界上最快的估算速率，但與中國的九丈量子計(jì)算機(jī)相比，它要解決5000萬次測(cè)試。當(dāng)你嘗試高斯玻色時(shí)，九丈須要200秒，富岳須要6億年。這是量子計(jì)算機(jī)與精典計(jì)算機(jī)相比的性能。它顯示了量子計(jì)算機(jī)在處理信息時(shí)有多么反常。
正是基于這些性能差別，微軟當(dāng)時(shí)提出了一個(gè)稱作量子霸權(quán)的概念，這意味著量子計(jì)算機(jī)相對(duì)于精典估算的量子優(yōu)越性。可以理解，在處理超級(jí)問題時(shí)，精典計(jì)算機(jī)，即普通計(jì)算機(jī)很難解決問題，必須使用量子計(jì)算機(jī)，它早已可以超過現(xiàn)有所有計(jì)算機(jī)的速率。此時(shí)，中國的九丈量子計(jì)算機(jī)比日本微軟研制的泡桐量子計(jì)算機(jī)快了100億倍大學(xué)量子物理排名，因而九丈客廳也被視為量子優(yōu)越性的新里程碑。
圖為量子計(jì)算機(jī)這么量子計(jì)算機(jī)的實(shí)際應(yīng)用有什么呢？在物理、生物藥業(yè)、材料等領(lǐng)域，普通計(jì)算機(jī)須要數(shù)月、數(shù)年甚至更長(zhǎng)時(shí)間就能完成的估算，只需幾個(gè)小時(shí)才能解決。它有很大的發(fā)展前景，那些都將在未來實(shí)現(xiàn)，然而量子計(jì)算機(jī)的商業(yè)化還有很長(zhǎng)的路要走，由于量子估算容易遭到外界的干擾。科學(xué)家們一直須要弄清楚怎樣確保量子計(jì)算機(jī)不會(huì)互相干擾。換個(gè)角度想，倘若這種問題才能得到解決，量子計(jì)算機(jī)就能得到普及和發(fā)展，將會(huì)對(duì)人類的生活形成巨大的影響。