作者：Rich Quinnell，編輯，特殊項目，技術，EE Times

量子計算是那些在今天很容易被忽視的技術之一，因為它太“外在”而無需擔心。即使是最樂觀的估計，實際利用也需要十多年的時間。但這項技術涉及計算領域的顛覆性范式轉變，謹慎的開發人員現在應該開始研究量子計算。?

對量子計算的討論往往集中在其大大超越傳統計算的潛力上。在這種情況下經常提到的一個應用是密碼學，特別是通過從受保護的消息流量中提取私有加密密鑰來破解數據安全性。這樣做的算法是已知的，但計算量如此之大，以至于破解一個 2048 位 RSA 加密密鑰（廣泛用于保護當今的互聯網流量）即使是最快的超級計算機也需要幾十年的時間。然而，最近的估計表明，一臺量子計算機可以在?八小時內破解密碼。?

這種令人擔憂的前景——曾經被認為在受保護信息的有用生命周期之外很長一段時間內仍然安全的加密通信可能處于危險之中——首先讓人們對量子計算產生了如此多的興奮。但密碼破解并不是該技術有望帶來顛覆性突破的唯一應用，這些其他機會進一步激發了人們的興趣。醫學、材料科學、分子生物學和金融應用都在探索量子計算能為他們做些什么。而且興趣越來越大。?

2018 年，美國政府?通過了《國家量子倡議法案》，成立了國家量子協調辦公室，并提供 12 億美元資助未來五年的量子信息科學活動。歐盟還授權為量子總體規劃提供高達 10 億歐元的資金。中國正在大力投資，力求在量子技術方面超越美國。

量子計算機已經投入使用，盡管目前過于簡單，無法超越傳統計算機（一個被稱為量子霸權的里程碑）。IBM 已將其?Q System One?計算機用于商業實驗和研究，并創建了一個合作伙伴網絡，例如埃克森美孚/移動公司，以推動新興行業的發展。?D-wave、?Rigetti和其他幾家公司也提供了功能強大的量子計算機。谷歌和英特爾都有?量子人工智能?研究工作，微軟已經創建了自己? ?的軟件和硬件供應商量子網絡來推進這項技術。

因此，這項技術還處于早期階段，而且要從研究領域進入實際應用還有很多年。然而，對于行業來說，今天開始探索使用這項技術仍然很重要。盡早開始是必要的，因為量子計算不僅僅是更快的計算，它在解決問題的方式上與傳統計算有很大不同。開發人員將需要時間來熟悉新方法，以便他們準備好在準備好后立即使用量子計算。?

傳統計算在進行計算時通過遵循稱為算法的一系列步驟來實現其結果。例如，如果要尋找優化或滿足某些復雜功能的值，傳統計算機必須通過算法依次探索所有可能的選擇。然而，量子計算機本質上是通過糾纏和疊加的量子力學特性同時考慮所有可能的答案。??

為了利用量子計算機，程序員指定了一系列量子門，這些門建立了定義要解決的問題的條件。這種量子門設置利用量子計算機位（稱為量子位或有時稱為 qbits）的概率和波干擾性質來改變輸入向量，以便輸出向量代表問題的可能答案。單次運行并不能確定其結果，但是，它只是具有很高的正確概率。通過進行許多這樣的試驗，量子計算機可以將這種概率提高到幾乎可以確定的程度。即使它需要多次運行才能產生準確的結果，但如果量子計算機有足夠的 qbits 在運行，總計算時間可以大大少于算法方法。?

這種方法與傳統計算如此不同，以至于當前的計算機和編程專業知識基本上不適用于量子計算。開發人員必須從頭開始學習量子計算。那么，現在是開始建立量子計算專業知識的時候了。

Aspencore Network 創建了這個量子計算特別項目來幫助您搶占先機。在《量子計算基礎—教程》?中，我們深入了解了量子計算機的工作原理，以及您可以在哪里獲得一些使用它們的經驗。?量子計算的下一步是什么？?提供了對當前技術發展趨勢的一瞥。量子計算機中的電源管理著眼于為這些奇異設備供電所固有的問題。最后，我們問我們是否需要在我們的辦公桌上安裝一臺“超級計算機”，以探索采用該技術的商業原因。?

審核編輯 黃昊宇