这个临界点中国科学家抓住了，量子计算机到底牛在哪？

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新华社上海5月3日电(记者周琳、徐海涛)为了判断量子计算是不是一头牛，学术界有三个指标节点已经达成共识:第一步是在计算能力上超越早期经典计算机，第二步是超越商用CPU，最后一步是超越超级计算机。

5月3日，世界上第一台超越早期经典计算机的光学量子计算机在上海亮相。奶牛在哪里？这一次，中国科技大学潘建伟院士和卢朝阳教授开发的光量子计算机，比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机快了10到100倍。

量子计算机利用量子独特的“叠加态”，采用并行计算的方式。最终目标是将速度提高一个数量级。“但现在，它仍是一个新生婴儿，整个科学界仍不知道它将来的样子。”潘剑伟说道。

量子计算一直是国际竞争的焦点。去年7月，美国国家科学技术委员会发布了“促进量子信息科学:国家面临的挑战和机遇”的报告，认为量子计算可能在未来颠覆许多科学领域。随后，美国政府在官方网站上发布了一份文件，敦促学术界、产业界和政府部门尽快就量子信息问题进行沟通。根据公开信息，谷歌、IBM和其他公司正在投资量子计算机的研发。

在现有的经典电子计算机的运算单元中，一个位在特定时间只有一个特定的状态，要么是0，要么是1。一个量子比特是0和1的叠加态，所以N个量子比特的存储容量是N个经典比特的2的N次方的倍，并且随着N的增加呈指数增长。对N个量子比特的一次运算相当于经典存储器的N次方的2的运算，这就是量子计算机的巨大并行计算能力。

据专家称，这种超级计算能力将为大规模计算提供全新的解决方案，如金融分析、天气预报和药物设计。量子计算机还可以通过“模拟”解决科学研究中一些未解之谜。

众所周知，量子计算只能通过使用大量纠缠量子比特来实现。目前，国际前沿实验结果中可以操控的纠缠光子比特数已经达到十个，但未来实用的量子计算系统需要同时操控几十个甚至几百个量子比特，这意味着量子计算从“婴儿”到“成人”还有很长的路要走。

然而，突破这一“第一步”的关键点并不是一件容易的事。据专家称，量子计算机不想“覆盖世界”，而是专注于一些传统计算机难以解决的大规模计算问题；它不是“十项全能”，而是在一些特殊领域取得突破的第一人。

随着量子计算和量子通信的快速发展，我们现在可以初步展望量子信息技术的未来:量子计算机的计算能力比最快的超级计算机快十亿多倍，量子计算机通过量子通信以“量子隐形传态”的形式连接在一起，共同构成一个高速、安全的“量子互联网”，为人类生活增添无限可能。

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来源：搜狐微门户