18個量子比特糾纏究竟是什麼水平？量子計算機離我們還有多遠？

量子計算機是未來計算機發展的重要方向。1982年美國著名物理學家理查德首次提出利用量子體系實現通用計算的新奇想法後，1985年，英國物理學家大衛·杜斯提出了量子圖靈機模型，量子計算機概念正式誕生。量子計算機使計算機的概念煥然一新，甚至相當於重構了一個新的世界。經典計算機由電子組成，但量子計算機卻是根據量子力學的規律來運行的，量子計算機概念的誕生，直接顛覆了經典計算機的傳統概念。

量子計算機的研製成為21世紀的一個新熱點。目前，國外如谷歌、微軟、IBM等高科技巨頭紛紛強勢介入量子計算研究，並且頻頻發布好消息，但是，儘管IBM、英特爾、谷歌等宣布實現了量子計算機原型機，但真相是這些量子比特並沒有形成糾纏態，單純比拼物理量子比特數，在量子計算機應用方面並沒有太大實際意義。

日前，我國量子領域頂級科學家潘建偉及其團隊在國際上首次實現了18個光量子比特的糾纏，刷新了所有物理體系中最大量子糾纏態製備的世界紀錄，標誌著我國在量子信息領域走在了世界前列，首次完成了對18個量子比特的262144種狀態的同時測量，實現了不同自由度量子態之間的確定性和高效率的相干轉換。

量子計算機是真正意義上的並行計算機，運行速度是現在經典計算機不能相比的，如果把經典計算機比成一種單一樂器，那麼量子計算機就像一個交響樂團，一次運算可以處理多種不同狀況。一個40光子糾纏的量子計算機，在很短的時間裡就能解開1024位的經典計算機需要數十年解決的問題，50個光子糾纏就能讓量子計算機的計算能力超越天河二號。

量子計算機的數據處理能力是驚人的，500個量子比特的糾纏，可以同時產生2的500次方種操作和運算，是真正意義上的並行運算，這個數字比地球上已知的原子數還要多。目前世界上最安全的密碼，在量子計算機面前，也只能表現的和弱密碼一樣不安全。

前途是光明的，道路是曲折的。量子計算機是一款煥然一新的計算機，是未來信息處理、數據計算的主要發展方向。但是，現在量子計算機還處在一個初級的發展階段，目前研製成功的某些所謂的「量子計算機」，還不能稱之為是「真正」的量子計算機，只能在特定演算法模型的基礎上解決一些專項問題，還沒有一個完全成熟和通用的演算法模型來解決所有的邏輯處理問題。

那麼，量子計算機到底離我們有多遠？真正的量子計算機何時才能出現？世界各國的眾多科技巨頭正在以巨大的熱情，追尋著量子計算機的夢想。中國科學技術大學教授、中國科學院院士潘建偉曾表示，要造出有一定應用價值的量子計算機，我們至少還需要努力10到20年。

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