量子計算機這麼火，但是距離商用，你這輩子也許有可能！

當前量子計算機非常火，量子相關的領域也非常火。很多人認為量子計算機將成為下一代計算機，但是距離真正的商用，時間還有很長。

傳統計算機很快就會達到運算瓶頸，因為晶體管的體積不能無限變小。

在硬體領域有摩爾定律就是每18月，硬體的性能會翻一倍，硬體性能翻一倍就意味著計算機的計算能力會翻一倍。硬體性能翻倍通常是以集成電路當中晶體管的數量翻倍為基礎，就是說在固定的晶元當中，晶體管的數量越多計算能力越強。我們知道晶體管的數量變多，是以晶體管的體積變小為前提的，但是晶體管的體積不會無限變小，他是有物理極限的。現在的晶體管的大小通常是以納米為單位，最小的晶體管是1納米，一個高端CPU上擁有10億個以上的晶體管。

傳統的計算機在計算的時候其實單線處理

計算機在計算的時候，就是通過晶體管的放電和充電來代表0和1。所有的計算過程都是被分解成0和1進行處理，並且晶體管在同一時刻只能有一個狀態，它不能即充電又放電，只能表示0或者1。所以當計算機在運行的時候，可以看成是晶體管在單線運算。

量子計算機剛好可以解決傳統計算機的這兩個問題

量子和晶體管的唯一表示0和1不同，量子可以表示0或者1，也可以同時表示0和1。這樣量子就可以實現並行運算，一個量子就相當於一個晶體管能力的2倍，這樣就大大提高了運算的能力。而且在體積方面量子是目前的可觀察最小單位，遠遠小於晶體管。天河2號計算機100年的計算，量子計算機只要0.01秒就可以完成。

量子計算機的兩大難題

目前量子計算機有兩大難題，第一就是演算法體系需要重構，量子計算機和傳統的計算機運算方式完全不一樣。第二就是量子計算機的材料，量子非常容易受到外界的干擾，目前僅能在實驗室環境下進行工作，例如超導和極冷環境下。

量子計算機未來有兩大作用

根據中國科技大學的潘建偉教授介紹，量子計算機在未來有兩個主要作用：1、分子原子結構的分析，例如現在對材料分子進行研究，通常要把產品做出來才能知道他的特性，如果利用量子計算機可以通過大量的運算，在計算機中就能分析出各種組合的可能，大大提升效率。2、密碼學的應用，如果要對密碼進行破解，通常需要對所有可能的密碼進行測試，這個工作量是非常大的。傳統的計算機可能要花幾百年，用量子計算機幾秒內就可以進行破譯。潘建偉教授說，量子計算機距離商用還有很遠，或許需要30-50年不等，或許技術進步後10年內商用也說不定。

當前全球領先的量子計算研究有機構有IBM、谷歌、微軟公司、中國科技大學的潘建偉教授團隊。中國和美國在量子計算方面的競爭也會更加激烈。

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