“量子至上”难以实现：很难造出真正有用的量子计算机目前最顶级的超级计算机，可见“量子至上”已经实现，但IBM很快表示反对，称其经典超级计算机不是不仅计算速度与谷歌的量子计算机相当，还真实秒杀谷歌，所以人们应该用“怀疑”“看看谷歌这次的说法。 量子计算不是第一次被叫进来了去年，法国蒙彼利埃大学理论物理学家MichelDyakonov从技术角度在电气和计算机工程旗舰期刊IEEESpectrum上发表了一篇文章，题为“WhyWe'llNeverBeabletoBuildaPracticalQuantumSupercomputer”列举了很多原因。本文作者、俄克拉荷马州立大学量子计算专家SubhashKak也认为确实是由于硬件不可避免的随机错误，很难制造出真正有用的量子计算机。 什么是量子计算机？ 要理解为什么，首先要了解量子计算机的工作原理，因为它们的原理与经典计算机有着根本的不同。 经典计算机使用无数的0和1来存储数据。这些数字可以表示电路上不同点的电压，但量子计算机使用的是量子比特，可以想象成一系列振幅和相位的波。 量子位具有非常特殊的属性。它们可以以叠加态存在，即可以同时为0和1；量子位也可以相互纠缠，即使相距很远，它们也可以共享相同的物理状态。自然。这种行为在经典物理世界中是不存在的，只要实验者试图与量子态相互作用，叠加态就会立即消失。 由于叠加态的存在，100个量子比特的量子计算机可以同时给出2100个解。在解决具体问题（比如代码破解问题）时，这种指数级的并行计算无疑具有巨大的速度优势。 此外，还有一种量子计算方法叫做“量子退火”，指的是利用量子比特来加速优化问题的求解。加拿大的D-WaveSystems使用量子比特构建了一系列优化系统，但批评人士指出，这些系统的性能并不优于经典计算机。 尽管如此，多家公司和国家政府仍在大力投资量子计算。欧盟有一个11亿美元的量子项目总体规划，美国国家量子倡议法案提供了12亿美元的资金，用于在五年内推进量子信息科学。 破解加密算法是许多国家研究量子技术的强大动力。如果这项技术能够顺利掌握，将在智能上获得巨大的优势。此外，这些投资有力地促进了基础物理学的研究。 许多公司都在竭尽全力打造量子计算机，包括英特尔、微软、IBM等。这些公司正在开发模仿经典计算机电路模型的硬件。然而，目前的实验系统只有不到100个量子比特，要真正发挥作用，一台计算机需要有数十万个量子比特。谷歌的Sycamore芯片需要在低温恒温器中保持低温。 噪声和纠错 量子算法背后的数学原理已广为人知，但仍然存在重大的技术挑战。 计算机要正常运行，必须能够随时纠正小的随机错误。在量子计算机中，这些错误可能来自有故障的电路元件，或者来自量子位与其周围环境之间的相互作用。这些问题一旦出现，量子比特之间的相干性很快就消失了，所以计算时间肯定比这个时间要短，如果不纠正这些随机错误，量子计算机的计算结果就一文不值。向上。 在经典计算机中，可以使用所谓的“阈值”概念来校正小规模噪声，类似于数字的四舍五入。以整数的传输为例，假设已知误差值小于0.5，如果接收到的数是3.45，则自动修正为3。 更严重的噪声可以通过引入“冗余”来修正。假设0和1以000和111的形式传输，那么在传输过程中只有1位会出错。这样，如果收到的号码是001，就会自动修正为0；并且如果收到101，将被纠正为1。 量子纠错码是经典计算机纠错码的概括，但两者之间存在关键差异。首先，无法复制未知的量子比特，因此无法应用冗余纠错。其次，在引入纠错码之前输入的数据错误无法纠正。 量子加密 虽然噪声问题是量子计算机面临的主要挑战，但量子加密并非如此。因为在量子加密技术中，量子比特之间没有相干性，单个量子比特可以长期与外界环境隔绝。使用量子密码学，两个用户可以交换所谓的“密钥”（通常是一长串数字），这就像一把保护数据的钥匙，密钥交换系统是任何人都无法破解的。这种密钥交换系统可用于卫星和海军军舰之间的加密通信。但是密钥交换后实际使用的加密算法仍然是经典算法，所以理论上加密级别不能高于经典加密方法。 量子加密技术已经在少量大额银行交易中使用，但由于交易双方必须通过经典协议进行身份认证，是整个链条中最薄弱的环节，整个加密系统与现有系统相差无几。银行仍然使用基于经典加密方法的身份验证过程，该过程本身也可用于密钥交换，而不会影响系统的整体安全性。 因此，量子加密技术要想获得远优于现有技术的安全性，就必须将重心转移到量子信息传输上。 商业规模量子计算的挑战 量子密码学如果能解决量子信息传输问题是有前途的，但不一定是量子计算。纠错能力对于普通的多功能计算机来说已经如此重要，对于量子计算机来说更是一个巨大的挑战。因此，可能很难构建商用规模的量子计算机。
