自从第一个量子比特或量子比特被连接在一起构成一台基本的量子计算机以来,已经有四分之一个世纪了。 凭借在传统计算机中同时表示 XNUMX 和 XNUMX 的能力,量子比特是系统中最基本的组成部分,在解决某些类型的问题方面可以远远超过当今的计算机。 从那时起,进展不再依赖于硬科学,而是依赖于应用工程:创造更稳定的量子位,可以保持其量子态超过一秒钟的时间,将它们连接到更大的系统中,并提出新的编程形式以利用技术的特点。
这与 1940 年代晶体管发明和 1958 年集成电路发明之后传统计算早期发生的情况形成了对比。事后看来,摩尔定律所描述的容量稳步呈指数级增长,它将计算机带入了主流,似乎无情。
量子时代 不太可能以同样的节拍不可避免性的方式展开。 它有可能带来巨大的惊喜,无论是好的还是坏的。 一场全球竞赛正在展开,以设计新技术来控制和利用量子效应,并创造更有效的算法——提高性能突然飞跃的可能性。
这样的惊喜伴随着发布而来 中国研究 提出一种使用类似于现有计算机的量子计算机来破解最常见形式的在线加密的方法。 这一壮举——一个潜在的“人造卫星时刻”——曾被预计需要在未来许多年内实现更先进的量子系统。
其他网络安全专家最终得出结论,这种方法在实践中不太可能奏效。 一个问题是,如果它真的展示了一种揭露世界上大部分秘密通信的方法,为什么中国会允许它出版。 然而,它仍然令人震惊,应该为所有担心中国发展技术霸权的人敲响警钟,尤其是在美国。
化工、银行和汽车制造等行业的许多公司都投资学习如何对量子系统进行编程,希望第一个 实际用途 可能很快就会来。 在为复杂的金融风险建模、设计新分子和加速机器学习系统中的数据处理方面,一旦量子系统变得比现有计算机更便宜或更快,它们就可以获得优势。
这个“量子优势”的时刻——当系统在某些问题上表现出实际的、即使是适度的优势时——仍然遥不可及,令人着迷。 随着投资和预期的上升,短期令人失望的可能性很大,即使长期潜力似乎没有变化。
这是 还是很难 将量子位保持在其量子态足够长的时间以执行有用的计算。 下一个前沿在于发明纠错形式,使用一些量子比特来抵消由于缺乏相干性而引起的“噪音”。 最近的研究表明,解决这个问题的速度比预期的要快。
在纠错等领域取得突破的可能性增加了量子冲击的可能性——当机器从引人入胜的科学实验飞跃到改变世界的技术时。 根据看似有缺陷的中国加密纸,预测这一刻已经到来是轻率的。 但是,由于全世界都在努力利用量子力学的特性进行计算,将对承诺和风险的认真考虑推迟到另一天再考虑可能更鲁莽。
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