光量子计算机有什么用

1.提供更为精准的天气预报

量子计算机初创企业QxBranch的董事会成员雷伊·约翰逊（Ray Johnson）表示，即使用最尖端的仪器分析温度和压力时，也会出现太多可能性，气象模拟变化多端，而当前的天气预报多数也都属于经过分析的大致猜测。但量子计算机可以一次分析所有数据，向我们提供更好的模型，精准地显示恶劣天气会在何时何地出现。我们可以提前得知飓风等灾难来袭，并有额外时间拯救更多生命。

谷歌(微博)工程主管哈特穆特·奈文(Hartmut Neven)同时指出，量子计算机可以帮助建立更好的气象模型，这可以让我们更深入地了解人类如何影响环境，并帮助我们确定现在能够采取哪些措施，以便能预防灾难发生。了解更多有关气候如何变化的趋势，从长期来看将对我们有很大帮助。

2.药物发现过程更高效

开发一种新药是非常复杂的过程。化学家们需要进行无数不同分子组合方式试验，以找到可真正有效治愈疾病的药物特性。这一过程可能需要数年时间，耗费数百万美元资金。但化学家们将这些组合进行后期实验时，依然会有很多组合失败。

而量子计算机可以绘制出数以万亿计的分子组合模式，并迅速确定最有可能生效的组合，这将大大节省研发成本和药物研发时间。与我们当前所用方式相比，量子计算机为人类基因分析排序的速度也更快，这将帮助研发个性化药物和医疗保健方式。

比如，现在很多药物无法投入市场，因为一部分人对其反应特别严重。为此，我们通常会选择放弃这种药物，尽管其可能对许多人有很大帮助。随着个性化基因分析的出现和了解更多药物原理，我们将可以预测出这些不良反应。

3.再也没有交通拥堵噩梦

量子计算机可以简化空中和地面交通控制的工作量，因为它们善于迅速计算出最佳路线。如果你计划公路旅行，期间要在10个不同的地方停留，普通计算机可能需要单独计算所有可能路线的长度，然后筛选出最佳路线。而量子计算机可以同时计算所有路线的长度，并以更快的速度筛选出最佳路线。

使用量子计算机对空中交通模式进行复杂分析，意味着可进行更高效的飞行调度，并节省出行所需时间，因为我们可以更好地避免机场飞机起飞和着陆造成的瓶颈。同样的技术也可被应用到高速公路和复杂城市电公路网中，以避免拥堵。

4.可加强军事和国防

约翰逊说，卫星不断收集大量照片和视频资料。任何人都不可能搜遍和分析如此多的数据，因此很多数据只是被扔在一边。在某些被丢弃的数据中，我们可能错过关键情报。

但量子计算机却可以比普通电脑或人类快得多的速度筛选大量数据，并向我们提供哪些照片或视频应该做进一步分析，哪些可以忽略和丢掉。普通计算机也不太擅长“瓦尔多在哪儿？”此类识别任务，但像人一样，量子计算机却非常善于从混乱的背景中找出具体细节。

5.安全的加密通信

无论我们自己是否意识到，我们实际上一直都在使用加密技术。当我们查看电子邮件或使用信用卡网上购物时，我们都非常依赖加密技术。通过使用与量子计算机类似的怪异量子力学特性，加密技术将变得更加安全。

这种超级安全通信被称为“量子密匙分配”，它允许某人发送信息给其他人，而只有使用量子密匙解密后才能阅读信息。如果第三方拦截到密匙，鉴于量子力学的怪异魔力，信息会变得毫无用处，也没人能够再读取它。这种通信技术的初级版本已经在欧洲一些地方开始使用，但依然无法在美国大规模使用。

但是量子计算机的同样原理可令通信变得更加安全，量子计算机可令破解我们当前使用的加密信息更为容易。爱德华·斯诺登（Edward Snowden）曝光的NSA绝密文件中称，NSA也有开发量子计算机的计划。如果黑客获得量子计算机，银行和政府等老式加密数据可能陷入严重危险中。

6.加速太空探索

利用开普勒太空望远镜，天文学家已经在太阳系外发现近2000颗系外行星。开普勒的任务还包括盯紧这些行星，等待它们从宿主恒星前面通过。届时，这些系外行星会投下阴影，天文学家可分析和预测这些行星上的大气状况，以及它们是否适合生命生存。

量子计算机可应付太空望远镜获得的更多数据，并发现更多系外行星，帮助迅速确认哪些行星最有可能适合生命生存。量子计算机甚至能够发现开普勒望远镜错过的系外行星。

7.机器学习和自动化

这听起来似乎令人觉得毛骨悚然，但像人类一样，量子计算机可从经验中吸取教训。它们可自我纠错，比如，量子计算机实际上可以修改出现乱码的程序代码。这一概念被称为机器学习，与Facebook新闻流会根据你的“点赞”而进行相应变化类似，只是更为复杂。

量子计算机的机器学习可帮助我们更快、更高效地做很多事情，量子计算机功能的持续改善可能促使半自动车辆和其他先进人工智能诞生。所有这些应用都令人激动不已，但要实现这些目标，我们依然有很长的路要走。很多公司和机构都在研发量子计算机，包括谷歌和美国宇航局等。当这些大公司和机构参与到类似前沿技术中时，我们通常不会等太久就会看到重大突破。

量子计算机有什么用？它是如何运作的？

他可以计算最小单位的数据特别的精准，可以完成人类无法完成的计算量；他靠二进制来进行运作，可以通过二进制去计，将数字转化为计算机语言，从而进行一个转变，他在内部进行一个超负荷的运转使其可以达到人们所想要的一个需求。

量子计算机会破坏比特币和互联网吗？

我个人觉得量子计算机很可能会破坏比特币和互联网，毕竟我觉得量子计算机能够吸引大家的一个目光。

量子计算到底什么鬼

我们最近一直在深入分析量子计算初创公司方面的融资情况，去年这个新兴行业的资金投入增长了100%以上，这个领域的投资者和初创公司的数量也都出现了显著增加。

但是我们的一些读者指出，要是出一篇大体上介绍量子计算的入门文章将大有助益。为此，我们写了这篇文章。

1）量子计算机是什么东东？

量子计算机依赖出现在自然界的量子力学现象――基本上是物质的两种重要状态，名为叠加（superposition）和纠缠（entanglement）。物质的这些状态被用于计算时，有望提升我们对复杂数据集执行计算的能力。

这里的重要区别在于量子计算机不同于传统计算机，而传统计算机是依赖晶体管的二进制数字电子计算机。

晶体管？

普通智能手机里面就有几十个晶体管，晶体管可在两种状态之间切换：0或1，即开或关，从而计算信息。量子计算机并不使用晶体管（或经典比特），而是使用量子比特（Qubit）。

量子比特是量子计算机中基本的信息单位。

量子比特可能是-1或1，也就是同时拥有这两个值的属性，这就叫叠加。所以，执行计算方面立即有了更多种可能性。

如今市面上最先进的量子计算技术可以使用多达1000个量子比特。

另外，量子比特可以利用一种名为量子纠缠的状态；在这种状态中，成对或成组的量子粒子连接起来，那样每个粒子就无法独立于其他粒子来加以描述，即便粒子之间隔着很远的距离（比如宇宙的两端）。

爱因斯坦称之为“远距离的幽灵行动”（spooky action at a distance），它正是量子传输的理论基础。

这时候你可能想知道，爱因斯坦，那条管子里到底是什么东西？

不过别担心……

对于我们这些不是量子物理学家的普通人来说，重要的是，由于量子比特以及叠加和纠缠现象，量子计算机可以同时处理大量计算任务，而且速度比传统计算机快得多。

2）这种技术有什么样的实际应用？

首先，不妨来一个思维实验。设想一下电话簿，然后设想你要在该电话簿中查询某个特定的电话号码。使用晶体管的经典计算机会搜索电话簿的每一行，直至找到并返回匹配号码。相比之下，由于拥有量子比特，量子计算机可以同时评估每一行，并返回结果，速度比经典计算机要快得多，因而可以立即搜索整本电话簿。

因此，该技术可以应用于似乎有无限变量的行业问题，那些变量组合构成了一系列数量非常多的潜在解决方案。这些巨大的变量问题通常被称为优化问题。

比如说，为北美的每个人优化每条航线、机场时刻表、天气数据、燃料成本和乘客信息等，从而获得最具有成本效益的解决方案。经典计算机通常需要几千年时间来计算解决这个问题的最佳方案。从理论上来说，每台量子计算机的量子比特数量增加后――这一幕已成为现实，量子计算机就可以在几小时内或更短时间内完成这项任务。

投资公司Draper Fisher Jurvetson的董事经理斯蒂文·尤尔韦特松（Steve Jurveston）是D-Wave Systems的早期投资者，这家公司被广泛视为是量子计算的开路先锋和标准制定者。他称量子计算机容量日益增加这个现象是“罗斯定律”（Rose Law），该定律以D-Wave公司的首席技术官乔迪·罗斯（Geordie Rose）命名。

量子计算的罗斯定律就好比半导体处理器领域的摩尔定律。基本上，量子计算机的速度已经变得很快很快。

D-Wave处于量子计算商业应用的最前沿。但是有一些细节需要考虑。不妨听听斯蒂文·尤尔韦特松的说法。

“D-Wave还没有做出一款通用量子计算机。它就好比是针对特定应用的处理器，经过了调优，旨在处理一项任务――解决离散优化问题。这对应于许多现实世界的应用领域，从金融、分子建模到机器学习，不一而足，但是它不会改变我们目前的个人计算任务。在短期内，假设它会应用于科学超级计算任务和商业优化任务（如今启发式方法在这些领域也许绰绰有余），可能会隐藏于互联网巨头的数据中心，改善图像识别及其他形式的近似人工智能的神奇任务。在大多数情况下，量子计算机对经典计算集群而言将是起到加速作用的协处理器。”

D-Wave向谷歌之类的客户销售和出租量子计算机。据说这些机器的成本在1000万美元到1500万美元之间，所以开始省钱吧。

而最新一代的D-Wave 2X系统其工作温度约15毫开，这比星际空间的温度冷180倍。

就算D-Wave机器没戏，IBM已经在提供“世界上第一个通过IBM云提供的量子计算平台”，旨在让公众可以发掘量子处理能力。

3） 网络安全与量子计算有什么关系？

现代密码学（密码）依赖名为素数因子分解的数学函数。基本上，大数被分解成素数，然后这些素数可以相乘，从而得到大数。经典计算机并不擅长于这方面，要花很长时间才能破解基于素数因子的加密代码。不过你也猜到了，量子计算机确实很擅长于此。

世界各国政府都在竞相制造能够淘汰所有现代形式的密码的量子计算机。

为了开发出防止黑客的通信，中国政府最近将据称是世界上第一颗量子卫星送入轨道。这颗卫星的名字叫“墨子”（Micius）。“墨子”旨在研发出远距离量子加密通信。

这不是“墨子”。

这才是“墨子”！

量子加密是指这个概念：使用所谓的量子密钥分配（QKD）方法，远距离发送纠缠的光粒子（纠缠光子），以达到确保敏感通信安全的目的。

在QKD中，发送方和接收方都通过为每个光子分配0或1，以此测量他们接收到的纠缠光子的极化。这创建了量子密钥，而量子密钥可用于解密加密消息。

最重要的一点是，如果量子纠缠光子被任何人拦截，系统会立即显示受到干扰的迹象，表明通信不安全。

简而言之：

量子计算机依赖量子力学的基本原理来加快解决复杂计算这一过程。这些计算通常包括看似数量不可估量的变量，应用广泛，从高级基因组学到金融等行业，不一而足。此外，量子计算机已经在重塑网络安全的一些方面，这归功于它们能够基于素数因子分解来破解代码，以及能够提供高级的加密形式，以保护敏感通信。

处于全球产业风口上的量子计算机，它究竟是如何工作的呢？

工作的方式就是用量子力学进行生产和工作，工作方式是比较高科技的。

世界首台光量子计算机是啥，有何用

5月3日，中国科学技术大学潘建伟院士在上海宣布，世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机已在中国诞生，并演示了超越早期经典计算机的量子计算能力。 实验测试表明，该原型机的取样速度比国际同行类似的实验加快至少24000倍。通俗的讲：具有超快的并行计算和模拟能力的计算机。计算能力上量子计算机可以秒掉超级计算机。

科普：量子计算机是一种遵循量子力学规律，进行高速运算、存储及处理量子信息的物理装置，其运行的是量子算法，处理速度惊人，比传统计算机快数十亿倍。量子计算在原理上具有超快的并行计算和模拟能力，计算能力随可操纵的粒子数呈指数增长，可为经典计算机无法解决的大规模计算难题提供有效解决方案。

量子计算机最令人激动的7大应用：量子计算机的诞生可谓是计算科学的未来，在量子计算方面，可以预见由量子计算机与量子算法所组成的新计算体系。

1.提供更为精准的天气预报

量子计算机初创企业QxBranch的董事会成员雷伊·约翰逊（Ray Johnson）表示，即使用最尖端的仪器分析温度和压力时，也会出现太多可能性，气象模拟变化多端，而当前的天气预报多数也都属于经过分析的大致猜测。但量子计算机可以一次分析所有数据，向我们提供更好的模型，精准地显示恶劣天气会在何时何地出现。我们可以提前得知飓风等灾难来袭，并有额外时间拯救更多生命。

谷歌(微博)工程主管哈特穆特·奈文(Hartmut Neven)同时指出，量子计算机可以帮助建立更好的气象模型，这可以让我们更深入地了解人类如何影响环境，并帮助我们确定现在能够采取哪些措施，以便能预防灾难发生。了解更多有关气候如何变化的趋势，从长期来看将对我们有很大帮助。

2.药物发现过程更高效

开发一种新药是非常复杂的过程。化学家们需要进行无数不同分子组合方式试验，以找到可真正有效治愈疾病的药物特性。这一过程可能需要数年时间，耗费数百万美元资金。但化学家们将这些组合进行后期实验时，依然会有很多组合失败。

而量子计算机可以绘制出数以万亿计的分子组合模式，并迅速确定最有可能生效的组合，这将大大节省研发成本和药物研发时间。与我们当前所用方式相比，量子计算机为人类基因分析排序的速度也更快，这将帮助研发个性化药物和医疗保健方式。

比如，现在很多药物无法投入市场，因为一部分人对其反应特别严重。为此，我们通常会选择放弃这种药物，尽管其可能对许多人有很大帮助。随着个性化基因分析的出现和了解更多药物原理，我们将可以预测出这些不良反应。

3.再也没有交通拥堵噩梦

量子计算机可以简化空中和地面交通控制的工作量，因为它们善于迅速计算出最佳路线。如果你计划公路旅行，期间要在10个不同的地方停留，普通计算机可能需要单独计算所有可能路线的长度，然后筛选出最佳路线。而量子计算机可以同时计算所有路线的长度，并以更快的速度筛选出最佳路线。

使用量子计算机对空中交通模式进行复杂分析，意味着可进行更高效的飞行调度，并节省出行所需时间，因为我们可以更好地避免机场飞机起飞和着陆造成的瓶颈。同样的技术也可被应用到高速公路和复杂城市电公路网中，以避免拥堵。

4.可加强军事和国防

约翰逊说，卫星不断收集大量照片和视频资料。任何人都不可能搜遍和分析如此多的数据，因此很多数据只是被扔在一边。在某些被丢弃的数据中，我们可能错过关键情报。

但量子计算机却可以比普通电脑或人类快得多的速度筛选大量数据，并向我们提供哪些照片或视频应该做进一步分析，哪些可以忽略和丢掉。普通计算机也不太擅长“瓦尔多在哪儿？”此类识别任务，但像人一样，量子计算机却非常善于从混乱的背景中找出具体细节。

5.安全的加密通信

无论我们自己是否意识到，我们实际上一直都在使用加密技术。当我们查看电子邮件或使用信用卡网上购物时，我们都非常依赖加密技术。通过使用与量子计算机类似的怪异量子力学特性，加密技术将变得更加安全。

这种超级安全通信被称为“量子密匙分配”，它允许某人发送信息给其他人，而只有使用量子密匙解密后才能阅读信息。如果第三方拦截到密匙，鉴于量子力学的怪异魔力，信息会变得毫无用处，也没人能够再读取它。这种通信技术的初级版本已经在欧洲一些地方开始使用，但依然无法在美国大规模使用。

但是量子计算机的同样原理可令通信变得更加安全，量子计算机可令破解我们当前使用的加密信息更为容易。爱德华·斯诺登（Edward Snowden）曝光的NSA绝密文件中称，NSA也有开发量子计算机的计划。如果黑客获得量子计算机，银行和政府等老式加密数据可能陷入严重危险中。

6.加速太空探索

利用开普勒太空望远镜，天文学家已经在太阳系外发现近2000颗系外行星。开普勒的任务还包括盯紧这些行星，等待它们从宿主恒星前面通过。届时，这些系外行星会投下阴影，天文学家可分析和预测这些行星上的大气状况，以及它们是否适合生命生存。

量子计算机可应付太空望远镜获得的更多数据，并发现更多系外行星，帮助迅速确认哪些行星最有可能适合生命生存。量子计算机甚至能够发现开普勒望远镜错过的系外行星。

7.机器学习和自动化

这听起来似乎令人觉得毛骨悚然，但像人类一样，量子计算机可从经验中吸取教训。它们可自我纠错，比如，量子计算机实际上可以修改出现乱码的程序代码。这一概念被称为机器学习，与Facebook新闻流会根据你的“点赞”而进行相应变化类似，只是更为复杂。

量子计算机的机器学习可帮助我们更快、更高效地做很多事情，量子计算机功能的持续改善可能促使半自动车辆和其他先进人工智能诞生。所有这些应用都令人激动不已，但要实现这些目标，我们依然有很长的路要走。很多公司和机构都在研发量子计算机，包括谷歌和美国宇航局等。当这些大公司和机构参与到类似前沿技术中时，我们通常不会等太久就会看到重大突破。