量子计算机：未来的计算革命

连日来，加拿大D-Wave系统公司一台自命为“商用量子计算机”的“D-WaveⅡ”量子模拟实验机颇为引人瞩目。原来，为了一睹“D-WaveⅡ”量子计算机的真容，来自世界各地实验室的科学家们纷纷抛出实验方案验证“D-WaveⅡ”的性能，并让它与传统超级计算机进行对比。

在对比实验中，有科学家注意到，D-Wave量子计算机在运算中量子效应持续时间只有几十亿分之一秒。中国科学院院士、量子信息重点实验室主任郭光灿在接受《中国科学报》记者采访时说，量子效应持续时间极短，从一个侧面说明D-Wave并不是一台真正的量子计算机，因为它“没有体现出量子计算机并行运算的优势”。

中科院物理研究所研究员刘伍明在接受《中国科学报》记者采访时则表示，虽然不排除D-Wave作为商业公司有吸引眼球之虞，但仍可以看出D-Wave正在量子计算机的道路上作着大胆的尝试，这值得我们借鉴。

实际上，D-Wave公司“商用量子计算机”从落地那刻起就注定饱受科学家和媒体的热切关注。人们不敢相信：量子计算机时代已经到来了？

量子计算机的变革

郭光灿告诉记者，在量子世界，量子密码是第一个可能走向应用的方向，而对人类影响最大的当属量子计算机。

“在后摩尔定律时代，晶体管里面的电子数目越来越少，达到极限之后电子的行为就不能再用摩尔定律解释了，变成量子行为了。”郭光灿指出，从经典比特到量子比特，人类沿着这条路发展下去，将会“邂逅”量子芯片——“量子芯片构成的计算机体系就是量子计算机”。

刘伍明也指出，经典计算机正遇到摩尔定律的极限，而顶破天花板的正是量子计算。“比如搜救失联的马航客机，并不是我们海空军搜救能力不强，它挑战了人类现阶段的能力。如果我们有一台强大到足以处理所有海面数据和航行数据的计算机，找到MH370并非难事。”

“传统计算机对数据的处理是串行计算，而量子计算机是并行运行，运算速度呈指数上升，这是量子计算机最显著的特征。”郭光灿告诉记者，并行运行有多快？“量子计算机之于传统电子计算机的速度，就相当于电子计算机之于算盘。” “量子计算机可以做到现在经典计算机做不到的很多事情。”郭光灿说，人类一旦制造出量子计算机，整个社会就会发生翻天覆地的变化。

郭光灿举例说：“比如，我们可以把某种病毒体内的各种成分分析得清清楚楚，这样我们就可以制造针对性很强的药物（对付病毒）；还可以在大量数据中分析出特定信息，比如某个罪犯身上的某个特点，在茫茫人海中筛选和搜寻，利用量子计算机，很快就能锁定目标。”

刘伍明告诉记者，不见得量子计算机一定会取代经典计算机，但人们的确可以利用量子计算机完成现阶段不可能完成的任务。

“比如我们现在还不能预报地震，这其中的原因可能是有些科学问题在地震学上还没有解决，但至少在数据处理上，例如汶川，如果投放几百上千甚至更多地震观测站，在很短时间内根据观测信息计算出地震的概率，就能给决策层提供一些线索。天气预报也如此，我们只知道某地预计有雨雪，但我们并不确切知道是在何时、何地变天，精细预报就需要这种计算能力上的突破。”刘伍明说。