InfoQ|为什么 2020 年代属于量子计算？( 三 )
多年以后 ， 量子计算成为大型公司（IBM）、专业初创公司以及越来越多的 公共部门 的兴趣所在 。 世界各国正对量子技术进行数十亿美元的投资 。 之所以如此是因为 ， 从政策制定到数据分析 ， 一直到实验物理和化学的一些最奇特的领域 ， 这项新技术将产生显著的影响 。
化学、网络安全与搜索 你可能已经开始猜测 ， 哪些行业最有可能被即将到来的量子革命颠覆 ， 可以肯定的是 ， 任何一个以复杂的逻辑问题为主要内容的行业都将首当其冲 ， 受到的影响也最为严重 。
举例来说 ， 由于量子计算的广泛采用 ， 网络安全将会发生翻天覆地的改变 ， 远远超出目前人们的认知范围 。 即使是现在 ， 也有人认为 ， 作为一个社会 ， 我们在采取措施保护自己的网络安全方面相对随意 ， 即使撇开 那些在这方面做得不够好 的人不谈 ， 也是如此 。 这种印象很可能会因后量子计算时代的现状而变得更加复杂 。 加密规则将会在一夜之间被改写 。 在现存的基于质因数分解的密码系统中 ， 没有一个是量子计算机无法轻而易举地攻破的 。 因此 ， 密码系统可能会变得更有创意（使用更多基于问题或网格的加密） ， 我们有望看到转向更安全的、基于量子计算的密码系统 ， 用于存储有价值的信息以及防范黑客攻击 。
同样 ， 随着量子计算的采用 ， 任何重要的优化技术领域都将发生显著的变化 。 任何数据库都无法与量子计算机的处理速度相提并论 。 在 Grover 算法 等量子算法的推动下 ， 量子搜索可以从数据库中更全面地返回相关结果 ， 只需对数据库进行更少的查询 ， 而这正是经典计算机所无法完成的 。 不出所料 ， 事实证明 ， 在投资研究 量子计算的可能性 方面 ， Google 是最热衷的一方 。
当然 ， 量子计算将使创新和研究的另一种可能性成为可能 ， 因为有了量子计算 ， 我们将有一个真实的环境来运行量子模拟 。 当然了 ， 试图用经典的方法来模拟量子环境肯定是不精确的 ， 充其量也是非常低效的 ， 而且随着人们实验野心的增长 ， 在最有趣的程度上也是不可能实现的 。 如果有机会进入真正的量子计算环境 ， 能够准确地模拟和仿真量子条件 ， 我们将看到依靠更好地理解量子力学的各种 化学 和 纳米技术 取得指数级的进展 。
机器学习问题 每当技术的发展成为公众讨论的话题时 ， 大家都想知道——“这个新装置对机器学习的影响可能是什么？”而且 ， 如果你的审问官是一个更热心的人 ， 会问你“它有可能毁灭我们所有人吗？”
嗯 ， 按照传统理解 ， 机器学习将会被量子计算引入一个新时代——它已经是证明“量子霸权”（Quantum supremacy）主要倡议的主题 。
一种整数因式分解的算法 ， 已经被理解为量子计算的专利 ， 将立即推翻任何传统上对系统智能极限的理解 ， 甚至是对非直觉模式的理解 ， 而这种理解可以通过计算机实现 。
量子计算机可以处理的数据量之大 ， 可以很好地用于 机器学习 。 得益于量子技术 ， 几乎可以肯定的是 ， 非监督学习和强化学习将会加速发展 。 正如我们所看到的 ， 量子计算机能够支持比经典计算机更雄心勃勃的算法 ， 因此 ， 就某些领域（如 制药、生命科学和金融等领域）的利益而言 ， 经典计算机的可能性已经接近枯竭 。
通过钻石的瑕疵进行通信
本文插图
量子计算并不是以未来的量子“桌面”开始和结束的：在量子计算研究的下一章中 ， 基于量子现象的信息网络在期待成果清单上占据重要位置 。
按照刚才看到的相对于量子密码学来说 ， 任何量子互联网都要比经典互联网快得多 。 它也会更安全；毕竟 ， 正如 普林斯顿大学（Princeton University）的这份报告所指出的 ， “黑客试图窃听量子互联网传输的任何尝试都会扰乱它的状态 。 ”
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