最后,我们发现哪些量子计算机对

Zhang Bin/中国新闻服务/VCG通过Getty Images

在过去的十年中,量子计算已发展为十亿美元的行业。从IBM和Google等科技巨头到美国军方,每个人似乎都在投资它。

但是,该技术的先驱德国马克斯·普朗克量子光学学院的伊格纳西奥·西拉克(Ignacio Cirac)具有更清醒的评估。他说:“量子计算机目前不存在。”那是因为构建一个实际工作(实际使用)非常困难。

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这些计算机不是传统机器的“位”,而是使用量子位或量子位来编码信息。这些可以通过几种方式制成,从微小的超导电路到极度冷原子,但是它们都可以建造复杂。

优势是,与标准计算机相比,它们的量子属性可用于更快地进行某些计算。

从模拟外来物理系统到有效安排乘客航班或杂货店运送到超市,这种加速对于普通计算机困难的一系列问题具有吸引力。五年前,量子计算机似乎可以改善这些和许多其他计算挑战。

今天,情况更加细微。诚然,建造越来越大的量子计算机的进展令人惊叹,几家公司开发了1000吨以上的机器。但这也揭示了不可能遇到的困难。

一个主要的问题是,随着这些计算机的变化,它们倾向于犯更多的错误,而找到预防或修复这些计算机的方法比预期的要难。去年,Google的研究人员到目前为止在这个问题上最著名的是最引人注目的,但是即使如此,正如CIRAC指出的那样,完全刚刚起步的有用的量子计算机还没有在这里。

因此,这些机器的现实应用程序列表可能比我们曾经希望的要短。权衡建立一个成本的成本与它可以提供的较小的储蓄,并且在许多用例中,这可能没有经济意义。 Cirac说:“最大的误解是量子计算机可以加速任何问题。”

那么,量子计算仍可能受益哪些问题?德克萨斯大学奥斯汀分校的Scott Aaronson说,量子计算机可能会破坏我们目前用于安全通信的加密系统,这使得该技术对政府和其他机构的安全性很有趣。

量子计算机仍然应该有用的另一个地方是对材料和化学反应进行建模。这是因为量子计算机本身是量子对象系统,非常适合模拟其他量子系统,例如电子,原子和分子。

马里兰大学的丹尼尔·戈特斯曼(Daniel Gottesman)说:“这些将是简化的模型;它们不会代表真实的材料。但是,如果您适当设计系统,它们将具有足够的真实材料的特性,您可以学到有关其物理学的知识。”

量子化学模拟听起来可能比调度航班更多,但是某些可能的结果 – 发现室温超导体,例如 – 会具有变革性。

所有这些可以真正实现的程度显着取决于量子算法,这些指令告诉量子计算机如何运行 – 并帮助纠正这些讨厌的错误。这是一个充满挑战的新领域,荷兰莱顿大学的Vedran Dunjko表示,迫使像他这样的研究人员面对有关信息和计算是什么的基本问题。

Dunjko说:“这为研究问题的硬度和计算设备的力量提供了惊人的动力。” “对我来说,这足以将我一生的很大一部分献给这些问题。”

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