鳳凰網(wǎng)科技訊 3月22日，The Verge發(fā)文，量子計(jì)算機(jī)為計(jì)算提供了一種全新的范式。研究人員用不同的材料制造物理量子比特——對(duì)于谷歌、亞馬遜和IBM來說，每個(gè)量子比特都是一個(gè)小型超導(dǎo)電路；一些著名的初創(chuàng)公司則使用離子、原子和光子作為量子比特。目前，還不清楚哪種材料是最好的。

所有量子比特都遵循量子力學(xué)的數(shù)學(xué)原理，分子也是如此。這就是為什么專家們預(yù)測(cè)，量子計(jì)算機(jī)早期的一個(gè)有用應(yīng)用可能是進(jìn)行準(zhǔn)確而快速的化學(xué)模擬，以發(fā)現(xiàn)用于制造更好電池的新材料、更環(huán)保的肥料和新的藥物。目前，為了模擬這些反應(yīng)，科學(xué)家們依賴超級(jí)計(jì)算機(jī)，但超級(jí)計(jì)算機(jī)既不準(zhǔn)確又緩慢。

量子計(jì)算的加速也可能顛覆其他行業(yè)。銀行正在研究量子優(yōu)化算法以改進(jìn)金融預(yù)測(cè)。量子算法可以使人工智能算法更節(jié)能。它們還應(yīng)該能夠破解現(xiàn)有的加密方法；這一預(yù)測(cè)促使人們研究更強(qiáng)大的加密形式。

最近的進(jìn)展令人鼓舞。過去十年制造的首批著名量子計(jì)算機(jī)錯(cuò)誤太多，無法執(zhí)行有用的算法。最近，研究人員已經(jīng)想出了通過將單個(gè)信息單元編碼在多個(gè)物理量子比特而不是一個(gè)量子比特中來糾正計(jì)算錯(cuò)誤的方法。通過這種方法，谷歌和亞馬遜已經(jīng)證明，他們的量子計(jì)算機(jī)可以更可靠地存儲(chǔ)信息，而且隨著機(jī)器規(guī)模的擴(kuò)大，也不會(huì)變得更容易出錯(cuò)。這些結(jié)果可能為更大、更有用的量子計(jì)算機(jī)鋪平道路。

然而，對(duì)物理學(xué)家來說的一大步，對(duì)我們其他人來說只是一小步。谷歌和亞馬遜的量子“存儲(chǔ)器”只存儲(chǔ)了一個(gè)量子信息單元，即一個(gè)邏輯量子比特。一臺(tái)有用的量子計(jì)算機(jī)將需要數(shù)千個(gè)，也許是一百萬個(gè)物理量子比特，對(duì)應(yīng)數(shù)百或數(shù)千個(gè)邏輯量子比特。研究人員需要減少編碼一個(gè)信息單元所需的物理量子比特?cái)?shù)量。在亞馬遜最近的公告中，他們每個(gè)信息單元只需要9個(gè)物理量子比特，而谷歌則需要105個(gè)。

美國(guó)、歐盟和英國(guó)政府都已承諾提供數(shù)十億美元的資金來發(fā)展量子計(jì)算。對(duì)美國(guó)來說，主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是中國(guó)，據(jù)德國(guó)智庫(kù)墨卡托中國(guó)研究中心稱，中國(guó)已向量子計(jì)算投入了150億美元的公共資金。

私人領(lǐng)域也有資金流入。Crunchbase報(bào)告稱，2024年全球量子計(jì)算領(lǐng)域獲得了15億美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，與2022年創(chuàng)紀(jì)錄的9.63億美元相比，達(dá)到了歷史最高水平。

但構(gòu)建這項(xiàng)技術(shù)是困難的。研究人員必須展示出進(jìn)展以讓投資者滿意，同時(shí)也要抑制他們的期望以讓他們保持耐心。人們擔(dān)心會(huì)出現(xiàn)潛在的“量子寒冬”，即過度炒作導(dǎo)致期望過高和失望，從而使投資者撤回資金。

這就是構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)過程中所經(jīng)歷的成長(zhǎng)煩惱。它的潛力仍然誘人，但終點(diǎn)還很遙遠(yuǎn)。與此同時(shí)，只要資金還在流入，物理學(xué)家們就會(huì)繼續(xù)為漸進(jìn)式的進(jìn)展而爭(zhēng)論不休。