量子计算机将解决哪些问题——何时?

量子计算可能会引发密码学、材料设计和电信领域的革命。但兑现这些承诺可能还需要很多年

来源:科学美国人

理论物理学先驱 Peter Zoller 表示,21 世纪对建造第一台工业规模量子计算机的热情类似于 20 世纪对成为第一个征服珠穆朗玛峰的人的痴迷。 “当你攀登时,你会环顾四周,担心‘谁是第一?’”他说。 “当你到达顶峰时,你就会问自己,‘我们到底为什么要这么做?’”

1995 年,佐勒和科罗拉多大学博尔德分校佐勒团队的博士后研究员伊格纳西奥·西拉克 (Ignacio Cirac) 提出了第一个现实的量子计算机蓝图。他们的想法是将捕获的离子用作“量子位”——数字位的量子等价物,能够以叠加形式存在,同时代表 0、1 以及其间的所有位置。十多年前,物理学家保罗·贝尼奥夫(Paul Benioff)和理查德·费曼(Richard Feynman)独立提出,利用量子领域的怪异现象的机器理论上可以在某些任务上超越经典计算机。

如今,世界各地的团队正在使用由离子、中性原子、超导环等制成的量子位来开发更大的量子处理器。 IBM 和总部位于加州伯克利的 AtomComputing 公司目前在托管超过 1,000 个量子位的量子计算机方面处于领先地位,去年加州理工学院的一个研究小组报告称,它已经建立了一个破纪录的超过 6,000 个量子位的阵列。

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“这是一个激动人心的时刻,因为人们正在部署具有成百上千个量子比特的量子计算机,”诺贝尔奖获得者、加州大学圣巴巴拉分校名誉教授、量子硬件公司 Qolab 联合创始人、量子物理学家约翰·马蒂尼斯 (John Martinis) 说道。

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