一台电脑就能同时处理大量复杂的计算任务，而且速度比现有的超级计算机还要快上亿万倍。

　　这样的情景，你或许认为只会出现在科幻电影里，但量子计算正在慢慢将其变为现实。

　　12月9日，谷歌推出105个物理量子比特的量子芯片Willow，5分钟内就能完成传统超级计算机需要10^25（10的25次方）年才能完成的计算；此前几天，中国电信推出“天衍-504”超导量子计算机，问鼎全国量子比特数之最……这些创新成果涌现的背后，是量子计算褪去神秘面纱正缓缓步入公众的视野。

　　图源：谷歌

　　所谓量子计算，是基于量子力学的一种全新计算方式，跟传统经典计算截然不同。人们所熟悉的经典计算，采用0或1的二进制位比特，其形态如同传统电开关，非开即关。而量子计算的基本单元是量子比特，其特有的叠加态与纠缠态，能同时表示多个状态。“也正是这种特性，使得量子计算机能够同时并行处理大量信息，在处理复杂问题时表现出惊人的效率。”中山大学教授、量子精密测量与传感广东省重点实验室主任罗乐说。

　　如果说，经典计算像一个按部就班的老邮差，只会沿着既定路线缓慢送信。那么，量子计算就是智能化的电子邮件系统，能以无数分身瞬间穿越时空达成使命。

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　　“量子比特超强的计算能力，让量子计算机在解决质因数分解、大规模数据优化等一些特定问题上，拥有远超经典计算机的优势。”中国科学院计算技术研究所工程师刘延嘉说，这也正是产学研各界对量子计算寄予厚望的主要原因。

　　算力强悍如斯，但量子计算机在我们日常生活中却并不多见。

　　那是因为，量子计算的痛点也同样明显。罗乐说，量子比特非常“娇弱”，极易受环境干扰，哪怕是一些微小的振动、电磁场变化都会破坏其叠加态，从而导致计算失误。“此外，量子计算机的扩展性也是一大挑战。现有量子计算机量子比特数量还是有限，距大规模量子计算所需的数千个还遥不可及。”

　　从谷歌的Willow量子芯片和中国电信的“天衍-504”超导量子计算机来看，科学界正在努力克服量子计算的这些痛点。“谷歌Willow量子芯片的突破，或将改写人类在芯片和计算领域的发展方向。不过，这一技术从实验室走向商用，还有很长的路。”刘延嘉认为。

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　　当前，量子计算应用大多存在于科研机构和大型企业的实验室，其在药物研发、金融和人工智能等领域的应用场景才初现端倪。“相信随着技术不断突破，量子计算机也能像经典计算机一样走进千家万户。也许用不了多久，量子计算就能广泛应用于交通路线优化、天气精准预测、医疗影像分析等场景，让我们的生活更加智能便捷金年会官方网站入口。”罗乐说。

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　　来源：科普时报

　　作者：陈杰

　　编辑：毛梦囡

　　审核：王飞

　　终审：尹传红