打破芯片垄断的希望：量子科技碾压传统超算，

读者来稿，作者：果不其然678

当今世界正在经历百年未有之大变局，科技创新就是其中一个关键变量，21世纪最烧脑

的

前沿科学就是量子力学。普通人都认为量子力学离我们很远，但事实上量子力学是支撑现代科学大厦的支柱。

量子，并不是指某一种具体的粒子，而是对具有量子特性的一类粒子的统称，我们可以简单地理解为：“

量子就是一切物质分割到最小，其无法再分割的那个单位物质或者能量

”，比如光的最小单位光子，电的最小单位就是电子，这些都会被统称为量子。

量子是光子、质子、中子等基本粒子的统称

微观世界，可以说是非常之诡异的，因为它与我们观测的宏观世界形成的规律总是背道而驰的。以至于大多数科学家都无法接受其中很多的设定，比如量子是世界的三大基本原则：

1、叠加态原理，在量子世界当中，叠加态才是物质最普通不过的本质。在我们习以为常的认为“非黑即白”的物体性质，在量子系列当中是根本不存在。大家都知道双缝实验，薛定谔的猫，这些都是说明叠加态原理。

2、测不准原理。叠加态是不可能被精确地测量的，你就算精确测出粒子的位置，但是它的速度却永远都测不准，反之也亦然。

3、观察者效应，虽然一切的事物都是多种可能的叠加态，但是要进行观测，必然坍缩成一个确定无疑的结果。叠加与塌缩，此两者，同出而异名，同谓之玄。

除此之外，还有量子的不连续性，波粒两相性，量子纠缠等等，总之量子力学不光是影响的物理学，还影响了哲学。

量子力学，之所以被称为最成功的理论，因为量子力学的诞生引发了一系列的技术革命，包括原子能、计算机、信息技术等一系列的尖端科技。现如今，作为国家战略的量子科技会迎来第2次的发展浪潮。

量子计算机

当前量子科技主要应用于量子计算、量子通信以及量子测量三大领域。下面我们一一盘点。

量子计算：

未来量子计算将会是我们打破摩尔定律的锋利之矛，同时也将是打破芯片垄断、实现弯道超车的技术。那量子计算的算力有多强呢？

例一、

量子计算机100秒完成的计算，全球最大的超算Summit要花5000多年

，这是量子的特性所决定。

相比于传统计算机用的是电流的关和闭表示0和1，量子计算机用的是上下电子的自旋状态表示0和1，但是不要忘记前文提到量子有一个最最重要的叠加态。

就是说量子比特存储的信息，可能是0、可能是1、也有可能即0也是1的叠加态，它比传统计算机是整整多出了一个维度！千万不要小看多出的一个维度，这相当于，传统超算仅仅是一个三维世界的造物，而量子计算机则来自于四维世界。

量子计算机性能碾压传统超算

例二、量子计算机的性能随着量子比特的增加呈指数型增长，而传统计算机只能按比特位呈现线性增长，这也是为什么出现英特尔止步在10nm徘徊，理论基础的“摩尔定律”遭遇了元件晶体管的物理极限天花板。所以量子计算机对传统计算机就是的“降维打击”。

我国近几年量子计算成绩喜人，但对比大洋彼岸至少还有4~5年的差距。据信息通信研究院统计：在专利层面，大洋彼岸不管是申请量还是授权量，都稳居前列。尽管我国专利申请量在2018年超过了大洋彼岸，但授权量仍有不少差距。

谷歌首席执行官桑达尔·皮查伊视察量子计算机

一些关键成果都是大洋彼岸率先做出突破。比如2019年初，IBM推出了20个比特的量子计算原型机，并且已经开始售卖。2019年10月，《Nature》杂志刊登了Google关于“实现量子优越性”的论文。

Google制造出了53个量子比特数的量子计算机，同样的计算量，量子计算机用200秒就完成了，而目前最强的经典超级计算机，要花费10000年才能完成。

是有差距但成绩一样喜人，量子计算技术是国家战略，我们在理论与实践基础上是处于第一梯队的。

在学界，浙江大学和中科院组成的团队，于2019年8月研发出了一枚具有20个量子比特的量子芯片，并且成功操控其实现全局纠缠，刷新了世界纪录。此前，固态量子器件中生成纠缠态的量子比特，最多是12个。

文章来源：《电脑与信息技术》 网址: http://www.dnyxxjs.cn/zonghexinwen/2020/1113/828.html