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量子计算机:似近还远的技术

已有 4075 次阅读 2017-1-20 12:15 |个人分类:我爱我师|系统分类:观点评述|关键词:学者| 历史, 技术, 物理学, style, 计算机

   制造出实用的量子计算机,是从事量子领域研究的所有学者的共同心愿,也是物理学领域奉献给这个世界的最强大的新技术。但是什么时候能够把它做出来,依然是一个难以回答的问题。

    量子计算的想法已经有近六十年的历史,与量子计算有关的概念和问题得到了广泛关注和讨论,但是量子计算的大规模物理实现依然非常困难。

    我们生活在一个经典的宏观世界中,但是构成这个世界的微观世界却是由不可思议的量子力学来描述的。我们的世界之所以不是量子的,是因为大量粒子的量子性能会快速的消失。

    制作一个量子计算机,就是制造出一个宏观的量子系统,虽然有大量的粒子,但是依然可以保持极高的量子性能,比如叠加性。而且我们还能够对每个粒子的量子状态进行操控。

    可以说,多粒子的量子态是这个世界上最脆弱的东西。高度纠缠的状态,意味着每个粒子彼此之间都相互关联,只要一个粒子遭受了扰动,这个量子态都会被破坏。所以一个粒子的量子状态容易保持,但是成千上万的粒子的量子状态的保持就会极其困难。我们需要对于每个粒子的环境都要进行有效的隔绝或者控制,这是一个难以想象的困境。

    在过去的几年,量子计算机的研制可以说是突飞猛进,小数量的量子计算机和一些关键技术,比如量子纠错码,已经被搞定。最近,大规模的量子计算技术正在开发之中,甚至很多人相信,也许今年,量子计算机就可以被开发出来。

    期许是好的,但是不应该太认真。

    应该说,当下是实用型量子计算机开发的初始阶段,距离真正的量子计算机的实现还有相当长远的距离要走。

    很多新的想法,的确会让人惊喜,但是只有实现了才有价值。

    在量子计算领域,中国还是比较落后的。相对于虚拟现实和人工智能,中国在量子计算领域投入的资金还依然非常少,这是不应该的。量子计算机终归是技术,尤其是克服大数量粒子量子性能消失的技术简直让人无法想象,价值极其巨大。这种技术的突破带来的利益也是无法估算的。

    量子计算可以说是计算领域的一个奇点,不管是谁首先实现了它,都会快速的把对手远远的抛在后面。在中国,听说了很多大型的项目,比如探测引力波的,甚至连高能加速器这种依然在争论。我无法理解这种华而不实的工作意义究竟在哪里,尤其是 中国这样一个技术落后的国家而言。在一个快速变革的时代,对于一个后来者的国家,如果不把更多的精力和资金放在这些最为关键的技术上,我们还有什么希望去超越呢?

   虚拟现实、人工智能和量子计算是最被期许的在未来二十年内会被实现的强大技术,它们也会彻底的改变我们生活的方式。对于中国而言,关键技术的进步才是根本性的。

   

   

   

   



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