刘润|“遇事不决，量子力学”：到底什么是量子计算？都有哪些机遇？
10月16日下午 ， 国家领导就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习 。
清华大学副校长、中国科学院院士薛其坤就这个问题进行了讲解 ， 并提出了意见和建议 。
量子科技 ， 量子计算机等词汇一下子刷了屏 。
但对我们很多普通人来说 ， 量子科技这个离我们太远 ， 而且很多人提起量子计算 ， 的第一反应 ， 就是骗人的 。
为什么？
比如 ， 我说下下面这些词 ， 你是否听过？
量子针灸、量子床垫、量子空气净化器、量子眼镜、量子内衣等等 。
朋友圈里还流传一个很广的顺口溜：遇事不决、量子力学；解释不通、穿越时空 。
总之 ， 就欺负我们普通人不懂 ， 搞出这些特别高深的词 ， 唬人 。
那么 ， 量子科技、量子计算机到底是怎么回事呢？
为此 ， 我特意向得到《前沿科技·量子计算》的主理人李铁夫进行请教 。
本文插图
李铁夫 ， 清华大学微电子学研究所副研究员 ， 北京量子信息科学研究院兼聘研究员 ， 日本理化学研究所客座研究员 ， 从事量子计算机科研工作近20年 。
针对 ， 我代表读者向他提出的一些量子计算非常基础的问题 ， 李铁夫老师做了耐心、细致地解答 ， 把晦涩、深奥、难懂的量子计算 ， 抽丝剥茧的解释的非常清楚 。
下面 ， 我就把李铁夫老师的回答分享给你 。
希望对你有所启发 。
1.到底什么是计算？
有人可能会说 ， 计算还不简单 ， 就是算术吗 ， 1+2=3就是计算 。
对 ， 没错 。
1+2=3 ， 就是计算 。
那计算机呢？
就是运算1+2=3这个计算的机器 ， 或者说系统 。
我们找到一个计算器 ， 通过按键 ， 输入1+2 ， 然后按“=” ， 计算器经过计算 ， 就会得出结果：3 。
这个计算器就是一个计算机 ， 有输入 ， 通过运算得出结果的系统 。
如果说一个输入后 ， 就能通过运算得出结果的系统就是计算机的话 。
那我们小时候学习计算用的数手指头 ， 是不是计算机呢？
是 。
同样计算1+2=3 ， 我们是不是一只手 ， 比划出1 ， 另一只手比划出2 ， 然后两只手合在一起 ， 一数 ， 就得出了答案3 。
这时 ， 我们伸出“1”&“2”的两只手 ， 就是输入 ， 两只手合在一起就是运算 ， 三根手指就是答案 。
所以 ， 这当然是一个计算机 ， 你可以叫它手指计算机 。
那么 ， 到底什么是计算？
计算 ， 就是一个输入之后 ， 通过运算 ， 能得出结果的物理系统 ， 这就是计算 。
甚至 ， 按照这个概念 ， 我们再延伸一下 。
我们用电饭煲做米饭 。
把米和水放进电饭煲里 ， 盖上盖启动 ， 最后得出香喷喷的米饭 。
这是不是计算？
这其实也是计算 。
加入米和水就是输入 ， 电饭煲通过加热等煮饭过程就是运算 ， 香喷喷的米饭就是结果 。
所以 ， 到底什么是计算？
只要按照需求完成输入、运算和输出的物理系统都是计算 。
这时 ， 决定这个计算系统的能力 ， 也就变成了由这个计算系统是一个什么样的物理系统 ， 以及我们对它规则的掌控程度所决定 。
2.什么是量子计算？
在了解量子计算之前 ， 为什么我们要花篇幅介绍 ， 到底什么是计算？
那是因为 ， 量子计算和我们现在熟知的计算系统从最底层逻辑上就有本质的不同 。
就以电子计算机和量子计算机的不同来说 。
我们熟知的电子计算机 ， 是通过控制电子来实现输入、运算、输出这个系统 ， 它遵循的是经典的电磁规律 。
那量子计算机呢？
量子计算机是利用量子力学规律操控的一个物理系统 ， 它遵循的是量子力学 。
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