量子計算機到底牛，這個臨界點中國科學家抓住了

新華社上海５月３日電（記者周琳 徐海濤）想要判斷量子計算到底牛不牛、牛在哪，學術界有三個達成共識的指標性節點：計算能力超越早期經典計算機是第一步，再是超越商用ＣＰＵ，最後是超越超級計算機。

５月３日在上海亮相的世界首臺超越早期經典計算機的光量子計算機，到底牛在哪？此次，由中國科學技術大學潘建偉院士和陸朝陽教授等研製的這臺光量子計算機，已經比人類歷史上第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機執行速度快１０倍至１００倍。

量子計算機利用量子特有的“疊加狀態”，採取並行計算的方式，終極目標可以讓速度以指數量級提升。“但現在，它仍然是一個初生的嬰兒，未來最終會長成什麼樣子，對整個科學界來說還是個未知數。”潘建偉說。

量子計算一直是國際爭奪焦點。去年７月，美國國家科技委員會發布報告《推進量子資訊科學：國家的挑戰與機遇》，認爲量子計算未來可能會顛覆衆多科學領域。美國政府隨後在官網發文，督促學術界、工業界和政府部門儘快就量子資訊議題進行交流。公開資料顯示，目前谷歌、ＩＢＭ等公司都在投資研發量子計算機。

現有經典電子計算機的運算單元，一個比特在特定時刻只有特定的狀態，要麼０，要麼１。而一個量子比特則是０和１的疊加態，因此Ｎ個量子比特的存儲能力是Ｎ個經典比特的２的Ｎ次方倍，隨Ｎ指數增長。對Ｎ個量子比特實行一次操作，其效果相當於對經典存儲器進行２的Ｎ次方次操作，這就是量子計算機的巨大並行運算能力。

專家介紹，這種超級計算能力，將爲金融分析、氣象預報、藥物設計等大規模計算提供全新的方案。量子計算機還可以透過“模擬”，來解決科學研究中的一些未解之謎。

據瞭解，量子計算需要利用大量互相糾纏的量子比特才能實現。目前，國際前沿的實驗成果中，可以操控的糾纏光子比特數已經達到十個，而未來實用化的量子計算體系需要同時操控幾十乃至上百個量子比特，也就是說從“嬰兒”到“成人”，量子計算還有很長的路要走。

不過這個“第一步”關鍵點的突破，已非易事。專家介紹，量子計算機並非要“包打天下”，而是着力於一些傳統計算機難以解決的大規模計算難題；它也並非“十項全能”，而是在一些特殊的專用領域率先實現突破。

隨着量子計算和量子通信的快速發展，我們現在已經可以初步展望量子資訊技術的未來：量子計算機的運算能力比現在最快的超級計算機快百億億倍以上，而量子計算機之間透過“量子隱形傳態”方式的量子通信相連，共同構成高速、安全的“量子互聯網”，爲人類的生活增添無限可能。