中評社北京1月11日電／據人民網報導，量子計算機，這一曾被視為科幻的技術奇跡，如今正逐步從理論走向現實，並在不斷迭代中展現其顛覆性的計算潛力。
一個量子比特可以同時存儲0和1兩個數
量子力學是20世紀以來最重要的科學進展之一。隨著第一次量子科技革命的推進，量子信息科學迎來了新一輪的快速發展。進入21世紀，量子科技革命的第二次浪潮來臨，催生了量子計算、量子通信、量子測量等一批新興技術，極大地改變和提高了人類獲取、傳輸和處理信息的方式和能力。
如果把量子科技比作一架“飛機”，那麼量子計算就相當於飛機的“發動機”，量子通信就相當於飛機的“無線電”，量子測量就相當於飛機的“雷達”。量子計算是利用量子技術獲取更強算力，量子通信是利用量子技術獲得更安全通信，量子測量是利用量子技術獲得更精準的測量。
量子計算的發展最早可以追溯到上世紀80年代，物理學家理查德·費曼首次提出量子模擬的概念，之後科學家通過一系列驗證性實驗論證了量子計算的可行性，指出可利用量子計算機求解電子計算機（經典計算機）難以解決的問題。
在隨後的幾十年裡，理論物理學家不斷完善量子計算的理論基礎，包括量子比特的引入、量子叠加態和量子糾纏等特性的揭示。1994年，彼得·肖爾提出的肖爾算法和洛夫·格羅弗的格羅弗量子搜索算法，更是進一步展示了量子計算機在解決特定問題上的高效性。
相比於經典計算機，量子計算機具備一些獨有的特性。首先，一個經典比特具有0和1兩種可能的狀態，在同一時間只能處於其中的某一個狀態；而一個兩能級量子比特可以處於0態和1態的叠加態，也就是說一個量子比特可以同時存儲0和1兩個數。其次，多個經典比特之間是獨立的，而量子比特之間組成的是一個復合系統。這些特性共同導致量子計算機與經典計算機相比具有兩個顯著優勢：一是量子計算機信息存儲量隨比特數的增多呈指數級增長，理論上當比特數足夠大（例如比特數達到250個）時，量子計算機能夠存儲的數據量比宇宙中所有原子的數目還要多；二是量子計算機是對量子比特構成的整個復合系統進行操作，可以將其理解為一種原理上的“並行計算”，這是經典計算機無法實現的。 |
