什么是量子计算机，离我们有多远？( 二 ) _量子计算机

量子计算机利用量子菊花链中的纠缠量子位来执行计算任务。机器使用特别设计的量子算法来加速计算的能力是释放其潜力的关键。
然而，尽管量子计算机的优势显而易见，但坏消息是，由于退相干，量子计算机比经典计算机更容易出错。
退相干

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量子位与其周围环境的相互作用会导致其量子行为衰减并最终消失，这种作用被称为退相干。它们的量子态极其脆弱。最轻微的振动或温度变化——量子术语中称为“噪音”的干扰——可能会导致它们在正常工作之前从叠加中跌落出来。这就是为什么研究人员在那些过冷的冰箱和真空室里尽力保护量子位不受外界干扰。
尽管他们做出了努力，噪声仍然会在计算中造成许多错误。智能量子算法可以补偿其中的一些，增加更多的量子位也有帮助。然而，可能需要数千个标准量子位来创建一个单一的、高度可靠的量子位，即逻辑量子位。这反过来又消耗了量子计算机的大量计算能力。
到目前为止，研究人员还不能生成超过128个标准逻辑量子位，这远远不能满足执行复杂任务的需要。所以，我们离量子计算机的广泛应用还有很长一段时间。
量子至上

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尽管有退相干的缺点，所有从事量子计算机研究的公司和研究人员的目标都是实现量子优势。在这一点上，量子计算机可以完成一个即使是最强大的超级计算机也无法完成的数学计算。
目前还不清楚需要多少量子位才能实现这一目标，因为研究人员一直在寻找新的算法来提高经典机器的性能，超级计算硬件也在不断改进。研究人员和公司正在努力争取对世界上一些最强大的超级计算机进行测试。
在研究领域，对于实现这一里程碑式的成就究竟有多大意义，存在着大量的争论。与其坐等称王称霸，许多公司已经开始试验IBM、Rigetti、D-Wave、阿里巴巴等公司生产的量子计算机。一些企业甚至在购买目前体积庞大的量子计算机，而其他大多数企业则在使用通过云计算服务提供的计算机。
量子计算的当前用途

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量子计算机最有前途的应用之一是在分子水平上模拟物质的行为。大众和戴姆勒等汽车制造商正在使用量子计算机来模拟电动汽车电池的化学成分，以帮助寻找提高电池性能的新方法。制药公司正利用它们来分析和比较可能导致新药诞生的化合物。
这些机器在优化问题上也很出色，因为它们能以极快的速度处理大量潜在的解决方案。例如，空中客车正利用它们来帮助计算飞机最省油的上升和下降路径。大众汽车也推出了一项服务，可以计算出城市公交和出租车的最佳路线，以减少拥堵。一些研究人员还认为量子计算机可以用来加速人工智能的发展。
量子计算机要完全发挥其潜力可能需要好几年的时间。从事这些研究的大学和企业正面临该领域熟练研究人员的短缺，以及一些关键零部件供应商的短缺。最有希望的发展如纳米棒可以为量子电路提供潜在的冷却解决方案并可能减少退相干。但对于潜在的消费级量子计算机而言，这一技术的任何实际应用至少还需要10到15年的时间。如果这些新奇的新型计算机能实现它们的承诺和期望，它们就能引领一个创新的时代，并可能改变整个行业！

【什么是量子计算机，离我们有多远？】