面對(duì)氣候變化等生存危機(jī)，也許我們只是需要一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)

 

1981年5月6日，量子力學(xué)界的領(lǐng)軍人物理查德·費(fèi)曼（Richard Feynman）在加州理工學(xué)院演講時(shí)，提到了模擬自然的問(wèn)題。

 

量子力學(xué)研究的是物理學(xué)極微觀層面發(fā)生的奇怪現(xiàn)象。在亞原子層面，自然不再遵守我們熟悉的法則。電子和光子有時(shí)像波，有時(shí)像粒子。被測(cè)量前，它們甚至可以同時(shí)處于兩種狀態(tài)，或者同時(shí)出現(xiàn)在兩個(gè)地方——這種現(xiàn)象被稱為量子疊加。

 

費(fèi)曼是第一個(gè)意識(shí)到其中意義的人。如果想精確地模擬物理、化學(xué)或其他任何既復(fù)雜又微小的東西，必然需要一個(gè)遵循量子力學(xué)定律的設(shè)備。這對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)是個(gè)難題。

 

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的單位是比特——開(kāi)的位置用“1”表示，關(guān)的位置用“0”表示。你訪問(wèn)的每一個(gè)網(wǎng)站，玩的每一個(gè)電子游戲，觀看的每一個(gè)視頻，本質(zhì)上都是由0和1組成的。但是比特非黑即白，要么是0要么是1，這意味著一些看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)非常復(fù)雜。

 

“比如說(shuō)，我們想從英國(guó)到美國(guó)的14個(gè)城市，需要找出最佳路徑——我的筆記本電腦可以在一秒鐘內(nèi)做到這一點(diǎn)，”威廉·赫爾利（WilliamHurley）解釋道，他是Strangeworks公司的創(chuàng)始人，該公司旨在實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算。“但如果我用同樣的算法，用同樣的筆記本電腦，計(jì)算去22個(gè)城市的最佳路徑，那將需要2000年。”

 

想找到最佳路徑，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)必須檢查每一條可能路線——去11個(gè)城市的可能路線有2千萬(wàn)條，12個(gè)城市有2.4億條，15個(gè)城市超過(guò)6500億條。每增加一個(gè)變量，可能性成倍增長(zhǎng)。

 

2012年，澳大利亞研究人員發(fā)明了一種由單個(gè)原子組成的晶體管，可以在兩種狀態(tài)之間切換，表示1和0。從那以后，除了進(jìn)入量子領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)就沒(méi)有別的出路了。

 

 

在微軟的雷德蒙德園區(qū)，一個(gè)精密的烙鐵將量子元件固定在一塊電路板上

 

1985年，牛津大學(xué)物理學(xué)家大衛(wèi)·多伊奇（David Deutsch）發(fā)現(xiàn)，量子計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)比物理模擬器更強(qiáng)大。比特只能是1或0，而量子比特可以是1或0，也可以同時(shí)是1和0。

 

多伊奇認(rèn)為，利用量子力學(xué)的不確定性，量子計(jì)算機(jī)可以同時(shí)并行地嘗試每條路徑，不用像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)那樣依次嘗試。

 

1994年，牛津大學(xué)量子物理教授阿圖爾·?？颂兀ˋrtur Ekert）在國(guó)際原子物理學(xué)會(huì)議上發(fā)表了演講。他第一次將量子計(jì)算分解成基本的組成部分，并將其與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行了類比，描述了建造量子機(jī)器所需的開(kāi)關(guān)和邏輯門類型。

 

埃克特的演講為量子競(jìng)賽打響了發(fā)令槍。

 

“這次會(huì)議開(kāi)啟了一場(chǎng)雪崩。突然之間，計(jì)算機(jī)科學(xué)家們開(kāi)始談?wù)撍惴?；原子物理學(xué)家看到了他們的用武之地。后來(lái)這場(chǎng)雪崩蔓延到其他領(lǐng)域，開(kāi)始加速發(fā)展，最后變成了你現(xiàn)在看到的這個(gè)行業(yè)。” 內(nèi).容.來(lái).自：中`國(guó)`碳#排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai f an g.com