量子计算机的发展速度远超科学家预期

量子计算是一种 "指日可待 "的技术，科学界对此众说纷纭。谷歌和 IBM 等科技公司在研发和市场推广方面全力以赴，仿佛量子计算已经到来，而许多独立研究人员却声称量子计算机永远不会成功。

然而，该领域的大多数从业人员认为，量子计算机将在未来 10 年内解决经典计算机无法解决的问题。

这是 QuEra 最近对 927 名量子计算领域相关人员（研究人员、管理人员、媒体、爱好者等）进行的一项调查显示的。在受访者中，74.9%的人 "预计在未来10年内，在某些工作负载上，量子将成为经典计算的优越替代品"。

当被问及量子计算领域的发展速度时，一半以上的人表示 "比我预期的快 "或 "比我预期的快得多"。在学者中，这一比例上升到 55%。

但该领域的发展速度是否足够快？爱好者和反对者都在问的一个重要问题是："量子计算机何时才能派上用场？"不幸的是，答案比你想象的要复杂得多。

量子预期

量子计算机是存在的。拥有正常运行的量子系统的实验室包括 IBM、谷歌、微软、D-Wave、QuEra 等。欧洲和中国都有几台正在运行的量子计算机。

问题不在于它们是否存在，而在于它们是否有用，是否可以扩展。换一种说法：在量子计算机盈利之前，没人会关心它们，而在它们能做普通计算机做不了的重要事情之前，它们是不会盈利的。

早在 2019 年，理论物理学家米哈伊尔-迪亚科诺夫（Mikhail Dyakonov）就撰写了一篇专栏文章，宣布量子计算的未来是一条死胡同。Dyakonov 的文章题为 "反对量子计算的理由"，他认为科学家们永远无法克服噪声、可扩展性和效率等问题，而这些问题是量子计算机相对于经典计算机而言具有实用优势的必要条件。

然而，这种观点并不一定反映了量子计算前沿研究的现实。2024 年，全世界有数十个团队正在攻克与开发有用的量子计算机有关的无数挑战。

就像在 20 世纪 50 年代制造的经典大型机上玩《侠盗猎车手 5》是不可能的一样，用 2019 年制造的量子计算机解决目前难以解决的计算问题的想法也没有任何价值。

量子的问题

自 Dyakonov 发表上述专栏文章以来，量子计算领域已经发生了重大变化。例如，早在 2019 年，量子开发人员面临的最大挑战之一就是基础设施。

例如，IBM 首次尝试构建基于门的量子计算机，结果是一个庞大的、看起来像蒸汽朋克风格的管道和芯片巢。你可能见过它。它看起来像一盏黄铜制成的时髦吊灯，可能是有关量子计算的新闻报道中最常见的图片。

它的建造成本高达数百万美元，勉强通过了量子计算的标准，需要一个物理学家团队和一个庞大的实验室才能运行。

如今，在 2024 年中期，参与量子计算的科学家、实验室、企业和政府比以往任何时候都要多。在纠错、容错和基础设施方面取得的进步，已经实现了室温量子功能和众多量子优势实例。

量子的前景

将量子计算机与经典计算机进行比较并不可行。在可预见的未来，我们可能不会拥有个人量子计算机或量子笔记本电脑，就像我们不会用燃气涡轮发动机为电视机供电一样。

量子计算机的开发并不是为了解决简单的难题。量子计算机旨在解决计算复杂的问题，这些问题在我们将经典计算推向绝对数学极限后依然存在。

例如，量子计算机不应该取代你的 iPhone，但有一天，你在 iPhone 屏幕上看到的天气、交通和金融预报可能会因为量子计算机而变得无比精确。