世界量子日|星河征途 量旋奋斗在路上

“量子”是现代物理的重要概念，即一个物理量如果存在最小的不可分割单元，则这个物理量是量子化的，并把最小单元称为“量子”。量子化现象主要表现在微观物理世界，描写微观物理世界的物理理论就称为量子力学。

这同以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别，它最早由德国物理学家普朗克在1900年提出，后经爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森伯、薛定谔、狄拉克、玻恩等人的完善，在20世纪的前半叶，初步建立了完整的量子力学理论。

量子信息技术则是量子力学的最新发展，代表了正兴起的“第二次量子革命”。在量子信息技术中，具有代表性的是量子计算、量子通信和量子精密测量。其中，量子计算尤为重要，是各主要科技大国重点抢占的战略技术高地。

与传统计算机相比，量子计算机有独特优势。传统计算机中1个比特在某个时间只能是0或1中的一个状态，而在量子计算机里，由于量子叠加态的存在，1个量子比特的状态可以同时是0和1两个状态的叠加。因此，量子计算机拥有计算能力远超传统计算机的潜力。

超级计算机可能擅长处理诸如对蛋白质序列的大型数据库进行分类这样的艰巨任务。但很难在这些数据中看到决定这些蛋白质行为方式的微妙模式。

蛋白质是一长串氨基酸，当它们折叠成复杂的形状时，它们会成为有用的生物机器。弄清楚蛋白质如何折叠是一个对生物学和医学具有重要意义的问题。

经典的超级计算机可能会尝试用蛮力折叠蛋白质，利用其众多处理器检查弯曲化学链的所有可能方式，然后再得出答案。但随着蛋白质序列变得越来越长、越来越复杂，超级计算机就会停止工作。理论上，一条由100个氨基酸组成的链可以以数万亿种方式中的任何一种方式折叠，没有任何一台经典计算机具有处理这些折叠的所有可能组合的工作能力。

量子算法对这类复杂问题采用了一种新方法——创建多维空间，在其中出现连接单个数据点的模式。在蛋白质折叠问题的情况下，该模式可能是需要最少能量来产生的折叠的组合。折叠的组合是解决问题的方法。

经典计算机无法创建这些计算空间，因此无法找到这些模式。就蛋白质而言，已经有早期的量子算法可以以全新、更有效的方式找到折叠模式，而无需传统计算机的繁琐检查程序。随着量子硬件规模的扩大和这些算法的进步，它们可以解决对任何超级计算机都过于复杂的蛋白质折叠问题。

因此，量子计算机一旦突破，将解决经典上棘手的问题，能够满足处理大规模、复杂大数据对计算能力和速度的要求，将对整个人类的生活方式带来翻天覆地的变化，其中包括药物研发、化工合成、材料研发、以及金融和人工智能等领域。

随着量子计算的爆发，量子计算发展面临许多困境。其中，量子计算人才严重短缺，人才供应不足被认为是制约量子科技发展的重要因素之一。《纽约时报》曾表示全球只有1000名左右的研究人员真正了解量子计算技术；IBM负责量子战略和生态的副总裁罗伯特·苏托尔也表示，目前全球量子计算人才普遍短缺，企业需要与高校更紧密合作，从高等教育阶段开始培养相关人才。

 

西澳大学量子计算中心使用量旋科技双子座计算机

尽管量子计算领域正以前所未有的速度进步，但当问及量子计算应用何时才能实现，还存在着许多的不确定性，我们需要做的就是为量子计算的未来做好准备。作为国内唯一一家依托实用型超导芯片量子计算机和核磁共振量子计算机进行产业布局和发展的量子计算公司，量旋科技将始终致力于量子计算产业化，为量子计算行业发展贡献原生力量。