量子计算机|巨大飞跃！比超级计算机快15亿倍的量子计算机，1万年的计算问题仅需200秒
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目前人类的社会已经进入了互联网信息时代 ， 随着计算机的不断发展 ， 人们慢慢的发现二维的古典计算机有可能会进化成三维的量子计算机 ， 进而产生类似于人类的智慧 。 2018年11月 ， 谷歌宣布与nasa创建合作伙伴的关系 。 他们将分析在谷歌量子处理器上运行的量子电路结果 ， 并和古典模拟作为比较 ， 用来验证谷歌硬件 ， 并为量子优越性创建基础 。 所谓的量子霸权又被叫做量子优越性 ， 它是指量子计算机解决古典电脑实际上完成不了的问题 ， 但这些问题本身未必就有实际应用 。
从计算复杂性理论的角度来说 ， 量子计算机相对于最佳古典算法的加速是超多项式的 ， 而量子计算优势的概念可以追溯到尤里-马宁和理查-费曼提出的量子计算建议 。
2017年10月 ， 美国IBM公司在传统的超级电脑上展示了56个量子比特的模拟 ， 从而增加了量子优越性所需的量子比特数量 。 而目前世界上最快的超级计算机正是美国IBM公司的“高峰计算机” 。
现在我们把超级计算机要用10000年才能算出的问题 ， 叫做不可能完成的任务 。 但是如果使用量子计算机的话 ， 就可能把这个任务给简单化 ， 甚至可能仅仅只用一碗泡面的时间 ， 所需的200秒和之前到10000年 ， 两者之间可是有15亿倍的差距 。
而正常的家庭板电脑和超级电脑对比的话 ， 也是有着几百万倍的速度差距 ， 所以量子电脑和家用电脑速度相比较就会是个天文数字了 。 量子计算机可以完成经典计算机无法成功的计算 ， 这个事情就叫做量子霸权 。
但在2019年11月23日 ， 自然期刊推出了谷歌实现量子优越性的学术论文 ， 许多学者和人士对此议论纷纷 。 美国总统特朗普的女儿伊万卡在推特上面说 ， 美国已经率先进入了量子霸权 ， 而谷歌的项目是和特朗普政府以及加州大学圣塔芭芭拉分校合作进行的 ， 这个事情就立刻引起了世界的广泛关注 。
谷歌首席执行官受访时也对此事进行了回应 ， 他用委婉的比喻称实验就像是莱特兄弟的首次飞行 ， 虽然还未真正得到应用 ， 但概念是非常可行的 。
量子计算机的大小和一个正常家庭的厨房差不多 ， 而高峰计算机占地面积有522平方米 ， 大约和两个网球场加起来的大小一样 。
超级计算机是需要10000多个芯片来运行 ， 而量子计算机仅仅需要一个芯片 ， 所以一个芯片用一杯泡面的时间完成了10000多个芯片10000年的运算量 ， 这个对比听起来已经出乎人们的预料了 。
现如今限制量子计算机发展的最大问题 ， 就是它内部硬件的放置环境它要保证每个计算源的纠缠态 ， 在零下273.15度左右的环境里进行计算 ， 这个温度也被叫做绝对零度 ， 这样就能保证它的计算元处在一个标准的量子纠缠态中 。
想要长期保持这种温度 ， 就需要非常大的机器来进行制冷 ， 因此才需要一个厨房那么大的空间 。 如果发展到后期技术成熟后 ， 就只需要一个指甲盖大小的芯片就可以了 。 如果6年前想要制造一个量子纠缠态的计算元 ， 那是非常困难的 。 但是在去年的时间里就已经制造出了50个 。
上面讲到的量子计算机就使用了53个计算元 ， 那么这种量子计算机究竟能完成什么呢？
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