17位量子位超導晶元預示著量子革命的開始？

多年來，科學家們一直致力於讓量子計算成為現實，如果在2017年取得的進展是有意義的，那麼它看起來就不像是一個遙遠的夢想了。今年量子計算領域已經取得了一定進展，從量子模擬器的成功建造到出現能夠利用光量子態的物理學家。

除了理論應用之外的技術，我們可以通過中國使用量子衛星向地球發送數據或IBM測試量子計算處理器的情況就了解這項領域的發展情況。可以確定的是，在談論量子計算機的發展上離不開提到英特爾公司的最新成就：17位量子超導晶元。

這個項目值得我們注意，因為量子計算有可能以不同尋常的方式改變我們的技術（和我們的世界），而這一切都要歸功於這些量子計算機處理信息的方式。簡而言之，傳統的計算方法使用位來傳遞位於1或0（開啟或關閉）狀態的信息。而量子計算可以同時代表1和0，從而能夠處理數百萬行代碼。

Andrew Childs是馬里蘭大學計算機科學系的教授，同時也是量子信息和計算機科學聯合中心（QuICS）的聯合主任， 他在電子郵件中對Futurism網站回答說：「量子計算機將為我們處理一些普通的經典計算機無法解決的問題，比如破解加密和計算分子和其他材料的特性這類問題。」

他補充說：「雖然它們似乎只會給非常具體的問題帶來優勢，但其中一些問題具有重要的應用，如果沒有量子計算機，這些應用可能無法實現。」

芝加哥大學計算機科學系的Fred Chong和西摩·古德曼教授對此做了進一步的研究，他說：「量子計算機的用途仍是未知數，一旦我們有了更大的量子計算機，我們就會發現它們。」Childs回應了Chong的一些觀點，他認為，像量子計算機用途的結論「很難準確預測」。

在最近的幾年裡，有很多量子計算突破的例子，但這並不意味著科學家和研究人員對現有技術有一個清晰的認識。其實還存在很多我們不知道的東西。

因此，與量子計算的未來一樣令人興奮的是，Chong甚至沒有預見到，在不久的將來，這項技術會被用於實際用途——非量子增強的iphone或mac電腦將會在明年推出。他確實相信這項技術可能會在他有生之年到來。「樂觀地說，我們可能會在五年內展示一個實際的應用，」Chong說道。「或者更有可能在10年內完成。」

當被問及哪些領域可能會吸引更多的注意力時，Childs指出兩個例子：量子模擬和化學模擬。不同於其他兩個領域，他更希望看到更簡單的凝聚態系統的模擬。Childs認為，這不僅可以通過更低的成本成本來實現，還可能對科學界產生不可估量的影響。然而，Chong非常希望看到軟體的發展，因為開發硬體已經獲得了更多的關注——英特爾的晶元就是證明。

他說：「這將是一項巨大的需求，我們需要在開發軟體和培訓能夠解決問題的人才方面趕上這些需求。」

毋庸置疑的是，那些無論是在學術上還是在經濟上投資量子計算機的人都有自己的工作要做。如果他們想讓這項技術成為主流，並最終拋棄我們擁有的每一台設備的傳統計算技術，那麼他們維持當下的工作會變得更加困難。為了實現這一目標，無論在短期和長期的工作都需要克服許多挑戰。Childs認為，超越前一代系統的是他們的目標發展道路。

他說：「研發中的實驗系統的效率需要在一些任務（不一定是意義的）里能夠令人信服地超越傳統計算機是一個很重要的短期目標，而且看起來即將實現。但在理論和實驗兩方面，這個領域都充滿了挑戰。」

Chong提出的另一個短期目標是開發100位的量子計算機。根據我們目前擁有的技術，世界上最大的量子計算機只能使用51位量子位。其實我們有D-Wave的2000位計算機系統，但它是通過優化而不是設計來實現的。在我們管理了100量子位之後，下一步是1000量子位，這兩者我們期望都是擁有多功能的。「這需要進行很多精密的工程，」Chong說。

我們將拭目以待，看看量子計算的下一個重大進展將會是什麼，以及普通人能夠何時從這項技術中受益。不管需要多長時間，或者需要多少工作，有一件事是清楚的：我們無比接近量子計算的時代……我們可以進行假設，但事實上我們尚未生活在這樣的一個時代。