現(xiàn)代技術發(fā)展的速度總是超過人們的想象，技術發(fā)展的方向也將人們的生活帶向一個新的層次。

在今年CES展上，因特爾宣布了自己的研究成果，一塊49個量子位的量子芯片，而后三月，谷歌宣布了一塊擁有72個量子比特的量子芯片，并且表明能夠進行實際運用，5月阿里達摩院也不甘示弱，推出了自己的量子電路模擬器“太章”，一時間量子計算的概念進入大眾視野，成為了焦點話題。

什么是量子計算？

根據(jù)維基百科的解釋，根據(jù)量子力學現(xiàn)象進行計算即為量子計算。談到量子計算，就必然繞不開兩點，疊加和糾纏。

與傳統(tǒng)計算機基于晶體管的二進制不同，傳統(tǒng)計算機的二進制數(shù)字總是確定狀態(tài)的“0”或“1”，而量子計算使用的是量子比特，并沒有固定狀態(tài)，我們可以借用一個著名的實驗“薛定諤的貓”來描述這一現(xiàn)象。

在箱中放置一只貓和連接毒氣的放射物，箱中的放射性物質有50%概率衰變釋放毒氣殺死貓，但也有可能不會衰變使得貓活下來。

在不打開箱子的情況下，如果按照傳統(tǒng)計算機的角度，貓要么死了要么活下來，必然是二者中確定的一方。但是以量子計算的角度，貓可以既死既活，處于二者混合的狀態(tài)，這就是疊加狀態(tài)。

量子糾纏實際上是兩個在疊加態(tài)中的粒子相互影響的現(xiàn)象，值得注意的是，這兩個粒子在空間上距離可能會隔很遠，但是雙方中間一旦一方被測定，與之糾纏的一方的狀態(tài)也會被確定下來。

傳統(tǒng)計算機的基本單位比特(bit)擁有確定的狀態(tài)，要么“0”，要么“1”。

而量子計算的基本單位為量子比特或稱為量子位（Qubit），可以同時存在“0”和“1”兩種狀態(tài)。

如果擁有4個比特，那么傳統(tǒng)計算機也只是存儲2^4中的一個，如果擁有4個量子比特，那么能夠存儲的信息為2^4個，計算能力直接呈指數(shù)級增長，運算能力相當于傳統(tǒng)計算器運算2^4次，效率將大大增加。

得益于量子疊加和糾纏，量子計算能夠保持超高速度來進行并行運算，對于大批量數(shù)據(jù)結果運算能夠保證高效完成。

不過需要注意的是如果沒有與之對應的量子算法，量子計算機的實力是難以全部發(fā)揮的，而且只有部分算法可以進行加速，因此傳統(tǒng)計算機與量子計算機處于相輔相成的關系，并非只是新技術完全取代傳統(tǒng)的過程。

量子計算的運用方向

早在2016年5月4日，IBM就發(fā)布了量子計算服務，用戶可以通過云連接IBM量子計算機，來進行實驗和模擬。量子計算作為一種革命性的技術正越來越受到重視，微軟，谷歌都投入了自己的研發(fā)力量，量子計算的現(xiàn)實應用也正一步一步離我們越來越近。

·數(shù)據(jù)計算

談到應用，量子計算機的核心功能自然是數(shù)據(jù)計算，超高的運行計算能力，這對于許多行業(yè)都是必須要求。例如今年大火的人工智能方向，通過深度學習，不斷完善算法，直至產品滿足人們智能化需求。

在這個過程中，機器學習的成本往往是巨大的，因此許多人工智能都只能在某一個領域某些關鍵詞上作出相應，難以滿足人們復雜的情景應用，自然會被叫成“人工智障”。

但是如果利用量子計算機的高速運算，機器的學習成本將會大大降低，AI的運用場景也將豐富起來。其實不僅僅是人工智能，量子計算在大數(shù)據(jù)分析，智慧城市，金融模型等方面都大有可為。

·通訊加密

當今各種密碼的安全保障依托各種加密算法技術，但是對于量子計算機來說，能夠通過特定算法進行高速并行輕松破解。

基于量子糾纏的特性，在通訊過程中，如果有人想要竊聽通訊內容而對量子進行測量的話，另一端量子就必然會感知到，從而終止機密信息的傳輸，商業(yè)機密能夠得到充足的保障。

量子技術發(fā)展自然是未來的一大方向，但是我們仍需要看到其中的問題，一是量子計算的要求更為嚴苛，需要在極低溫的環(huán)境下工作；二是量子相關技術的研究存在瓶頸，例如如何制造出純糾纏態(tài)，以此克服量子通訊的信息失真。

三是量子計算帶來的改變，例如密碼學革命性的改變，傳統(tǒng)加密技術，行業(yè)，個人信息安全的該何去何從，量子計算攻擊該如何防范。四是量子計算技術各國研發(fā)的水平差異，標準由誰制定，量子霸權的出現(xiàn)。這些都是我們需要了解的。

量子計算技術必然會到來并給我們生活帶來巨大改變，但現(xiàn)在仍處于發(fā)展階段，因此并沒有必要過于吹捧，肯定技術價值，合理規(guī)劃研究，這是一個企業(yè)乃至國家保持創(chuàng)新和競爭活力的關鍵，更何況，量子計算離改變生活的日子也不會太遠了。