量子计算，到了破土而出的时候？

量子计算，到了破土而出的时候？

提到量子技术，人们的感受往往是曲高和寡，太过玄妙。然而，近期，中科院院士、中国科技大学常务副校长潘建伟在上海一场报告会上以《让中国的量子科学“领跑”世界》为题的报告中提到：“如果说量子信息是一棵竹子，过去一直在泥土中酝酿破土，现在则到了破土而出的时候。”随即他提出，如果这棵竹子“被栽在花盆里，最多就长成盆景，如果长在山林中，就可能发展成一片竹林”。量子计算是量子信息领域的主流研究方向。

最近，量子计算的确有点热。我们一起来细看以下两个新闻。

谷歌正在考虑将量子计算商用

过去，谷歌投入了大量时间和资金，专注于开发可实际使用的量子计算机。进展如何呢？据彭博社报道，谷歌的量子计算机已经交给科学实验室和人工智能研究员使用。据称，目的是推动量子计算相关的工具和应用开发，将其变成更快更强大的云计算服务。

据悉，媒体获得了一份演示PPT，里面展示了量子计算机硬件的细节，其中包括新成立的实验室“胚胎量子数据中心”(Embryonic quantum data center)。另一张关于软件的幻灯片提到“ProjectQ” 的计划，这是个开源项目，目的是推动开发者为量子计算机编写代码。量子系统能解决传统计算机无法处理的问题，比如帮助了解原子和其他微粒子是如何协助工作的。然而，斯坦福大学量子计算研究员Peter McMahon评价称：“关于开发量子计算硬件，以及未来把这些硬件变成云计算服务，他们(谷歌)表现得非常坦诚。”量子计算仍处于研究阶段，而量子计算机的性能也备受争议。现今尚不清楚，量子计算机的性能是否可以超过传统超级计算机。到目前为止，这项技术尚未实现商用。不过，谷歌和IBM等公司仍试图将量子计算技术商业化，这些努力，也许能打开云计算市场快速发展的新阶段。

谷歌表示，正在开发一款使用49个量子比特（Qubit）的机器，但不清楚它是否就是通过互联网提供给外部用户使用的计算机。理论上来说，量子计算机可以显著降低计算时间，大幅降低云服务的价格。

哈佛造出当下最强量子系统

据《新科学家》杂志网站7月20日报道，在近日召开的莫斯科国际量子技术大会上，来自美国哈佛大学的研究团队宣布，他们已经制造出当下最强量子系统。该团队研发的量子系统拥有51个量子比特（Qubit），能够对一种化学反应进行模拟，以此研究原子间的相互作用。

相较于传统计算机运用二进制数据对信息进行存储，量子计算机使用量子叠加态描述信息，拥有传统计算机无法比拟的超级计算能力。但是现有量子计算机只能在传统计算机上进行模拟，目前最高只能模拟42个量子比特。如果量子计算机想要成为超越二进制的超级计算机，必须拥有超过49个量子比特。

谷歌正在研制的49个量子比特量子系统，需要在极端低温状态下，利用材料的超导性储存信息。但是，哈佛大学研究团队的领导人米哈伊尔·卢金表示，他们设计了一种全新方法，用激光将铷原子“圈禁”起来，并让铷原子在激光束内振动，使得每个铷原子创建一个量子位，从而构建出拥有51个量子比特的新系统。

卢金表示，他们研发的全新的量子系统是一种量子模拟器，只能用来构建一种特定的化学反应式，用以研究原子间相互作用及药物在人体内的作用效果。如果需要对另一种化学反应式进行科学研究，则必须从零开始重建一个新的量子系统。这种量子模拟器虽然没有量子计算机复杂，但仍需花费巨资才能进行构建。这与谷歌量子系统能构建多种研究模型相比，还存在差距。

“随着云计算的广泛使用，人们对数据安全的要求越来越高。量子计算可能在不远的将来成为现实，如何建立量子时代的信息安全渐渐在世界范围内成为一个研究热点。”业内人士对媒体如此评价。

(整理/陶春)