什么是量子计算(quantum computing)？

量子计算是一个计算领域，专注于发展基于量子理论原理的计算机技术（量子理论解释了原子和亚原子水平上能量和物质的行为）。今天使用的计算机只能将信息编码为1或0位，这限制了它们的能力。另一方面，量子计算使用的是量子比特。它利用了亚原子粒子的独特能力，允许它们同时存在于多个状态，即1和0。

关键要点

• 量子计算是研究如何利用量子物理中的现象来创造新的计算方式。
• 量子计算是由量子比特组成的。 
• 与普通的计算机位不同，量子位可以是0或1，也可以是0和1的叠加。
• 量子计算机的能力随着更多的量子比特呈指数增长。
• 这与传统计算机不同，在传统计算机中，增加更多的晶体管只能线性地增加功率。

理解量子计算

叠加和纠缠是量子物理的两个特征，而这些超级计算机正是基于这两个特征。这使得量子计算机能够以指数级的速度处理操作，比传统计算机的速度要高，能耗也要低得多。

量子计算领域始于20世纪80年代。后来发现量子算法比经典算法更能有效地解决某些计算问题。

量子计算可以在金融、军事、智能、药物设计和发现、航空航天设计、实用（核聚变）、聚合物设计、人工智能和大数据搜索以及数字**等领域做出巨大贡献。

其潜在的和预计的市场规模吸引了一些最著名的科技公司在量子计算领域开展工作，包括IBM、微软、谷歌、D-Waves Systems、阿里巴巴、诺基亚、英特尔、空客、惠普、东芝、三菱、SK Telecom、NEC、雷神、洛克希德马丁、里盖蒂、Biogen、大众和安进。

40%

Gartner表示，到2025年，计划在量子计算领域创建计划的大型公司的比例。

量子计算机与经典计算机

量子计算机处理信息的方式不同。经典计算机使用晶体管，晶体管可以是1或0。量子计算机使用量子比特，量子比特可以是1或0。连接在一起的量子比特的数量以指数方式增加了量子计算能力。同时，连接更多的晶体管只能线性地增加功率。

经典的计算机最适合于需要计算机完成的日常任务。同时，量子计算机非常适合进行模拟和数据分析，例如化学或药物试验。然而，这些电脑必须保持超低温。它们也更加昂贵和难以建造。

经典的计算进步包括增加内存来加速计算机。同时，量子计算机有助于解决更复杂的问题。虽然量子计算机可能无法更好或更快地运行MicrosoftWord，但它可以更快地运行复杂的问题。

例如，谷歌正在开发的量子计算机可以帮助许多过程，比如加快机器学习训练或帮助**更节能的电池。

量子计算还有许多其他应用，包括安全地共享信息。其他方法包括对抗癌症和各种健康问题，如癌症和开发新药。同样，量子计算机也可以帮助提高雷达及其探测导弹和飞机等物体的能力。其他领域包括环境和利用量子计算通过化学传感器保持水的清洁。

谷歌在2019年证明，量子计算机可以在几分钟内解决一个问题，而经典计算机则需要1万年的时间。

量子计算机的真实例子

谷歌（Google）计划在2029年前投入数十亿美元建造量子计算机。该公司在加州开设了一个名为Google AI的园区，以帮助其实现目标。谷歌多年来一直在这项技术上投资。其他公司也一样，比如霍尼韦尔国际公司（hony well International）和国际商用机器公司（International Business Machine，IBM）。IBM预计，未来几年将迎来量子计算的重大里程碑。

虽然一些公司已经**了个人（尽管价格昂贵）量子计算机，但在商业方面仍然没有什么可用的。人们对量子计算及其技术感兴趣，摩根大通（JPMorgan Chase）和Visa正在研究这项技术。一旦开发出来，谷歌可以通过云推出量子计算服务。

公司还可以获得量子技术，而不必建造量子计算机。IBM计划在2023年前安装一台1000比特的量子计算机。目前，如果这些计算机是其量子网络的一部分，IBM允许访问这些计算机。网络的一部分包括研究机构、大学和实验室。

微软还通过Azure量子平台向公司提供量子技术的访问。这与谷歌不同，谷歌不**其量子计算机的访问权。

量子计算机常见问题

哪家公司被称为“量子计算机服务公司”

美国在线（AOL）的前身是量子计算机服务公司（Quantum Computer Services Inc.）。

你如何建造量子计算机？

建造一台量子计算机需要很长时间而且很昂贵。谷歌多年来一直致力于**量子计算机，并花费了数十亿美元。谷歌希望在2029年前准备好它的量子计算机，尽管IBM希望在2023年前准备好一台1000比特的量子计算机。

一台量子计算机要多少钱？

要建造量子计算机，仍然需要数十亿美元。不过，中国深圳SpinQ科技计划向中小学消费者**5000美元的台式量子计算机。去年，它以5万美元开始销售一台量子计算机。

量子计算机有多快？

量子计算机比经典计算机甚至超级计算机快很多倍。谷歌的量子计算机Sycamore在2019年IBM峰会上进行了一项计算，结果显示它的速度是世界上最快计算机的158倍。

底线

量子计算与经典计算的不同之处在于它的运行方式和用途。量子计算使用量子位元，量子位元可以同时为1或0，而经典计算机使用晶体管，量子位元只能为1或0，因此量子计算的功能更强大，可以用于大数据分析或模拟。然而，目前还没有商业化的量子计算机。