2013年5月，谷歌、NASA和美國大學空間研究聯合會聯合買下了加拿大D-Wave Systems公司制造的第二代量子計算機D-Wave Two。 D-Wave Two 配備了一個512量子位的Vesuvius處理器，測試結果顯示，芯片運行速度是當時Intel最快芯片的1000倍，而在某些特定隨機實例方面，D-Wave Two的芯片運行速度是傳統解算機組合的35500倍。

3年后，時間推至2016年5月，IBM發布了一項免費的量子計算云服務，宣稱要讓所有人都可以使用其五量子位的量子計算機，用戶在接入互聯網的前提下， 只需要利用一個簡單的軟件接口就可以訪問該量子計算機。

既然科技巨頭們都對量子計算機親睞有加，那我們今天就來聊聊關于它的那些事。

量子計算機的原理

傳統計算機的輸入態和輸出態都是經典信號，輸入信號序列按一定算法進行變換，由計算機內部邏輯電路來實現有關的信息分析。因為本征態的的兩個區間限制，傳統計算機只能在0和1兩個比特之間進行正交變換，每一步都有既定的正交態路線，且不能出現對應的路線疊加。也就是說傳統計算機的通用計算是在一個具有限制的框架中進行的，而你不能打破這個框架，不然就毀掉了整個系統機制。

而量子計算機與傳統計算機的不同就在這里，量子不像半導體只能記錄0與1，它可以同時表示多種狀態。因為這個自帶優勢，量子計算機的輸入態和輸出態為一般的疊加態，其相互之間通常不正交。

從某種程度上來說，量子計算對傳統計算方式做了一個很大的擴充，它可以在傳統的算法基礎上融合更多的數據信 息，并不斷的整合疊加，且不用按既定的路線走。而在此基礎上，再借由量子之間的相干性，整體的傳輸、分析速率就有了一個超倍的提升。

量子相干性的結論來自于“電子向右自旋”和“正電子向左自旋”狀態相關聯的假想實驗：高能加速器中，由能量生成的一個電子和一個正電子朝著相反的方向飛行，沒有人觀測時，兩者都處于向右和向左自旋的疊加態，當有人以主觀的視覺方式去觀察兩個電子時，就會出現視覺差，而當一方處于向右自旋的狀態，那么在能量守恒定律的限制下，正電子就一定處于向左自旋的狀態。

實驗結論表明，每一個量子單元之間都存在著并行的必然聯系(每有兩個量子比特串列，就會作為一個整體動作)，你只需要對一個量子比特進行處理，影響就會立即傳送到串列中多余的量子比特。而這一特點，也正是量子計算機能夠進行高速運算的關鍵。

量子計算機能否在未來普及?

先來了解一下量子計算機的概念：量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。

換句話來說，量子計算機可能并不需要一體化的硬件適配，只需要一個整合而來的系統機制在傳統計算機的基礎上做一些適當的改動就能實現量子計算機內的量子理論。因此從轉換的角度來看，并不需要耗費很多的資源，所以量子計算機應該是廠商們未來都想深入的藍海。

量子計算機內的量子論把人們在宏觀世界里建立起來的“常識”和“直覺”打了個七零八落。但實際應用過程中，你能感受到的除了運算速度上的高效，幾乎沒有什么其它的變化，因為那些都是科研公司要去整合規劃的事。所以 從用戶的市場接受度來講，量子計算機也并未改善用戶們的日常使用習慣。

再來看一組數據：歐盟已經計劃于2018年啟動總額10億歐元的量子技術項目;中國于2013年6月8日也成功實現了用量子計算機求解線性方程組的實驗; 2011年4月，一個成員來自澳大利亞和日本的科研團隊在量子通信方面取得突破，實現了量子信息的完整傳輸……可見，很多國家早幾年都已經量子計算機技術方面有淺層的科研效果，可見其所具備的潛力之大。所以站在既定的市場發展角度來看，它的普及也是必然的。

當然，這跟它高效的工作效率息息相關，也跟它所能廣闊涉獵的領域有著密不可分的關系。

量子計算機能為我們帶來什么?

安全高效的隱私保護

因為量子不可克隆的原理，用戶所在網絡上關于搜索、支付等的私密信息任何人都不會得到保存備份。換而言之，量子計算機如果真的在市場上普及之后，基本上就是為用戶帶去了一個閱后即焚、搜后即刪、輸后即消的***體驗。

精準無誤的天氣預報

量子計算機可以幫助建立更好的氣象模型，讓我們更深入地了解人類如何影響環境，并幫助我們確定現在能夠采取哪些措施，以便能預防災難發生。

新型產品的發現

沿用了來自于量子力學的實際應用理論，量子計算機可以在多個與之相關的領域貢獻自己的核心優勢，比如化學、物理、生物等學科，到時，新藥品的發現、新元素、新生物的研究在精確的高效分析下都會有一個質的提升。

解決道路擁堵

量子計算機可以簡化空中和地面交通控制的工作量，以超快速超高效的計算方式在微秒內迅速計算出***行駛路線。如果你計劃公路旅行，期間要在10個不同的地方停留，普通計算機可能需要單獨計算所有可能路線的長度，然后篩選出***路線。而因為量子計算機可以多線疊加，所以它可以不同時計算所有路線的長度。

進化人工智能

量子計算機的可以在傳統計算機的基礎上為人工智能的進化學習帶來一個飛躍和提升，它可以在超能的基礎上讓機器學習變得更為超效。比如它可以讓Watson一樣的人工智能形態提前具備多項的邏輯分析能力，再比如它可以通過自我糾錯功能自主糾正程序中出現的亂碼以及出現在機器人身上的惡意程序代碼等。

助益商用

量子計算機一旦在技術上實現突破以后，必定能在醫療、金融等方面帶來很大的助益，而在與Watson一樣的智能形態規劃下，它可以進一步升級到一個近乎***的狀態，瞬間解決每個領域所遇到的棘手難題。

軍事

量子計算機可以比普通電腦或人類更為高效快速的篩選大量數據，并在可用的相關信息內做進一步數據分析，它可以丟掉那些用途細微的信息，加強主導數據信息的延展分析。而具有不可克隆性的自身優勢也可以讓它在衛星通訊上有一個良好的軍事保障。

量子計算機是下一個科技的拐角點，它所能帶來的影響也并不是我們這一點信息就能完整說完的。而就目前的市場發展現狀來看，一切都還只是一個開始，量子計算機在技術上仍然有很長的一段路程要走。