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科研人员正在检查量子计算机的低温解决设备。 人民的视觉
说到卓越技术，量子计算机是当今科技界的光辉明星。
30多年前，物理学家提出了利用量子建立计算系统的构想，但此后科技界从未停止过探索。 量子计算机到底有什么能力，现在去哪儿了？ 记者采访了相关专家。
“在量子计算机面前，以前传下来的计算机就像‘算盘’”
最近量子计算机行业频繁地传递了重要的进展:美国霍尼韦尔公司推出了64量子体积的量子计算机，性能是上一代的两倍。 中国本源量子计算企业与中国科学院量子新闻点实验室等研究小组合作，发现了国际上第一个控制和读取量子比特的新构想，为扩展量子比特提供了可能性。
什么是量子计算机？ 简单来说，如果一个装置解析和计算量化新闻并执行量化算法，那就属于量化计算机。
对量子计算机的期待与以前被传达的计算机瓶颈无关.。 近年来，以前传来的计算机性能增加越来越困难，探索新物理原理的高性能计算技术应运而生。
“量子计算机是芯片尺寸突破经典物理极限的必然产物，是后摩尔时代的象征技术。 》中国科学院院士、中国科学院量子新闻点实验室主任郭光灿说，在微观状态下，量子是不可分割的基本单位。 众所周知的电子光子等微粒子是量子的表现形态。
以前传递的计算机用0和1积累和解决数据，俗称古典位。 量子计算机的伟大之处在于，它的基本计算单元量子位是可能的，是0和1，即“叠加状态”可以共存，从而具有更强的并行能力。 例如，在800万本书中查找单词的情况下，经典的计算机做法是本地搜索，要加快速度必须通过多个解决方案合作解决。 量子叠加的性质与二进制算法的执行逻辑不同，量子计算机可以分身寻找800万台计算机。 “在量子计算机面前，以前传下来的电脑就像‘算盘’”郭灿说。
据本源量子计算企业副总裁张辉介绍，在需要大规模计算的行业中，量子计算机可以支持先进的材料制造和新能源开发等，一举成拳。 在药物开发方面，量子计算机通过精确模拟各种分子、原子的自然发展，可以帮助科研人员迅速找到对付病毒的药物。 在公共交通行业，量子计算可以迅速分解许多杂乱的交通状况进行事前判断，可以调度综合交通系统，避免道路堵塞。
量子计算的应用走出了实验室，并因其工程化推进而受益。 现在很多国家把量子计算看作未来技术的顶峰，国内外知名公司纷纷进入量子计算，全世界量子计算创业企业超过百家。 郭光灿说，量子计算的迅速发展比想象的要快，停留在纸面上的很多想法已经成为现实。
"按照古典计算机的快速发展过程来衡量，量子计算机处于早期的“电子管时代”. "
量子计算机前景广阔，但落地应用仍有很长的路要走。 郭光灿指出，制作量子计算机需要满足量子芯片、量子代码和量子算法三个基本条件。 这些分别是实现量子计算的物理系统、确保计算可靠性的解决系统、提高计算速度的关键。
“要制造量子计算机，首先需要足够量的量子位。 ”腾讯量子实验室高级研究员郑亚锐解释说。 什么是量子比特？ 理论上，自然界中的所有具有量化效应的载波都可以用作量化比特。 经过长时间的探索，科学家发现超导、离子阱、光子、超冷原子、半导体量子点等都有量子效应，意味着可以用于量子计算机的开发。 这些不同的系统创造了量子计算机不同的技术实现途径。
量子计算机面向实用化，控制多少量子比特？ 郑亚锐说，他通常认为控制一百万个量子比特。 但是现在工业界能控制的量子比特还不超过100个。
在宏观环境下，如何维持微观环境下的量化特征是量子计算机落地应用的另一重要障碍。 为了实现这一点，需要时间长的相干时间(量子系统衰退的时间常数)和非常高的保真度。 “增加比特数，不降低保真度是学术界焦点的难题”郑亚锐说。
“大家心里都不知道每个人都有优点和缺点，哪个路线能实现量子计算。 ”张辉说。 具体地说，半导体量子点路径的操作性很方便，但相干时间短。 光学或离子阱的路径是相干的，但扩张性差。 清华大学量子新闻中心副教授金奇奂说，近年来学术界对离子阱路线的基础研究很多，但工业界的关注不够，工程、技术上的细节工作才刚刚开始。
现在很多开发者选择了超导和半导体这两条路线，两者的工程化、工艺化也在迅速发展。 开发者希望利用先进的半导体集成电路工艺，推进量子计算机的开发，为未来量子计算机和古典计算机的潜在融合做好准备。
从电子管到晶体管再到集成电路，随着材料和过程的反复，经典的计算机性能不断提高。 “根据古典计算机的迅速发展过程来衡量，量子计算机处于初期的“电子管时代”。 ”张辉说，量子计算机至今仍是“傻瓜”，比高端智能手机和笔记本电脑慢得多。 量子计算机也要经过迅速的发展过程。
“量子计算技术是卓越的技术，有助于将来快速发展的基础计算能力”
张辉认为真正测量量子计算能力的是在使用它处理问题时，与经典计算相比谁消耗的资源更少。
“现在量子计算机没有找到比较合适的应用场景。 ”金奇奂认为真正意义上的量子计算机不仅要说明比古典计算机做得好，还要做更有价值的工作。 如果只能解决某个专业的问题，量子计算机只是高效的“伐木工”，只有知道如何用木头做家具，才是真正有用的量子计算机。
科学家预测，今后10到15年科学界将操作100量子比特，真正有可能实现“量子特征”。 郭光灿说，在古典新闻技术时代，中国是追踪者、模仿者，量子计算是中国成为未来新闻技术领袖的机会。 “量子计算技术是卓越的技术，是关系到未来快速发展的基础计算能力。 先制造量子计算机的人，占据了量子新闻时代的顶点。 ”。
开发量子计算机的门槛很高。 成立两年来，本源量子计算企业仅硬件就投入了数亿元。 但是，科研人员表示，量子计算就像洞穴，不知道里面有没有“宝”，但必须勇敢地闯进去，看看里面有什么东西。
五年前，中国科学院和阿里巴巴集团建立了联合实验室，在量子新闻科学行业开展了前瞻性的研究，这是国内早期在量子计算上的部署。 近年来，在量子计算行业，我国科学研究者发表了许多影响较大的研究成果。 张辉表示，我国与国际“领头羊”的差距首先不是科学研究，而是工程、技术方面。 量子计算机是整体，除了芯片以外，主机、软件、算法等也应该高度重视。 “即使几根导线之间有微弱的噪音，也会影响整体的计算性能。 ”。
量子计算机和古典计算机不是对抗关系，不会全面替代古典计算机。 “要玩电脑游戏，量子电脑永远用不了。 ”张辉说，古典计算机发展迅速，已经能解决日常的大部分任务，未来两者应该会互相融合。
郭光灿认为掌握量子计算机的重要核心技术必须抓紧，需要真正的功夫。 只有经过缜密的研究，经过技术的沉淀，才能实现突破。 如果不特别重视处理工程上的问题，就不能引起量子计算机的迅速发展机会。
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