隨著AI技術的火熱發展，量子計算也開始為更多人所瞭解。業界人士分析，量子計算技術如果和人工智能相結合的話，將會使智能學習和智能應用的效率得到突破性的發展。
縱觀全球，一場量子計算的“搶灘戰”早已打響。2018年9月，美國白宮召開了關於制定國家量子戰略的量子計算峰會，Alphabet、IBM、摩根大通等大公司和學術專家參加了此次會議，旨在“真正制定一項計劃”，以幫助量子計算成為現實。
國內各大公司也已是蓄勢待發。騰訊早已開始了人才佈局；今年3月，百度宣佈成立量子計算研究所；9月19雲棲大會上，阿里巴巴集團達摩院宣佈已著手量子計算系統和超導量子芯片的研發；10月12日華為發佈了HiQ模擬器……一個阿里領跑、華為追趕、百度加速、騰訊起跑的格局已然形成。
在量子計算的熱潮中，不禁讓人疑問：量子時代已經到來了嗎？
在2018中國計算機大會上，七位來自量子計算領域的專家共聚一堂，在“量子計算的過去、現在與將來”的分論壇上，為大家帶來了最全面的理論知識介紹，描繪了量子計算的美好藍圖。
魯大為：從薛定諤的貓到量子計算
人物小貼士：
魯大為，南方科技大學助理教授，深圳量子科學與工程研究院研究員2012年，前往加拿大滑鐵盧大學量子計算研究所（IQC）Laflamme教授研究組，2017年聽從俞大鵬院士召喚全職加入南方科技大學。讀研出道以來，一直從事核磁共振量子計算的實驗研究。
量子力學態疊加原理使得量子信息單元的狀態可以處於多種可能性的疊加狀態，從而導致量子信息處理從效率上相比於經典信息處理具有更大潛力。1921年，在著名量子物理學家玻爾的倡議下成立了哥本哈根大學理論物理學研究所,由此建立了哥本哈根學派。該學派在創始人玻爾的帶領下對量子物理學有著深入廣泛的研究。
量子理論的概率詮釋即骰子理論，揭示量子系統的描述是概率的，或者說，世界是非決定性的。愛因斯坦曾與波爾展開激烈的爭論。愛因斯坦說：“上帝不投骰子。”而波爾則機智回應道：“不要告訴上帝應該怎麼做。”結束這場爭論的則是薛定諤那隻“惡魔般的貓”，貓的死活掀起了一場科學討論的熱潮。
下面用一組漫畫來解釋一下“薛定諤的貓”的設想：
根據現在最有說服力的退相干解釋，在混亂無序的經典世界無法找到純淨的量子，量子計算也就是一場現實中的尋貓之旅。
劉東：拓撲量子計算的現狀
人物小貼士：
劉東，清華大學物理系助理教授。本科畢業於北京大學，在美國Duke大學獲得博士學位，2012-2014年在密西根州立大學做博士後研究，2014-2017年在微軟研究院Station Q，加利福尼亞分部任博士後研究員。2018入選國家“青年千人”計劃。
量子計算是第二次量子革命，在基於量子態疊加和量子糾纏的原理上，利用量子系統存儲、處理信息，解決問題，實現量子加速。而量子計算面臨的挑戰是誤差與退相干。誤差使量子邏輯門丟失，並且量子是純淨的，極易受外界環境干擾，周圍噪聲干擾使得量子存儲信息丟失，發生退相干。
拓撲量子計算，用系統的某些自由度去存儲行信息，周圍噪聲不會對量子信息產生很大的破壞，操作誤差不影響邏輯門，有著高容錯性弱退相干的特性。雖然拓撲算法有著巨大的優勢，但世界上還沒有一個可以適用的拓撲量子比特。並且目前沒有任何一種材料的性能符合拓撲量子材料的要求，只能靠有機合成來製造材料。可喜的是，2018年3月29日，微軟研究人員在Nature雜誌發文，提出他們已經觀察到馬約拉納費米子（Majorana fermion）。 微軟的研究人員認為，2018年年底前，他們可以利用馬約拉納費米子或馬約拉納費零模（Majorana zero-modes）構建拓撲量子比特。
拓撲量子計算的前景是美好且誘人的，但也是“道阻且長”的。首要就是硬件要求極高，為減少外界的干擾，所需環境極其嚴格，如低溫、真空、微波控制等，但隨著量子比特數目增多，技術就越難發展。隨著越來越多資源與專家的投入，相信這一領域的困難終將被解決，從而取得一系列突破性進展。
Zhengfeng ji：量子計算的前景與缺失部分
人物小貼士：
Zhengfeng ji，悉尼理工大學教授。美國工程和信息技術學院量子軟件與信息中心教授。科技大學悉尼。他目前的研究領域包括量子算法、量子複雜性理論、量子密碼學和量子編程語言理論。
算法
CPU
Time
經典
MPQS
1THz
150，000年
量子
Shor
1THz
1秒
量子計算在一些方面有著驚人的優勢，將使計算機的計算能力大大超過當下。普通計算機中的2位寄存器在某一時間僅能存儲4個二進制數（00、01、10、11）中的一個，而量子計算機中的2位量子位（qubit）寄存器可同時存儲這四種狀態的疊加狀態。隨著量子比特數目的增加，對於n個量子比特而言，量子信息可以處於2種可能狀態的疊加，配合量子力學演化的並行性，可以展現比傳統計算機更快的處理速度。量子計算機一方面在運行機器學習算法時可以更快、更高效，另一方面通過量子輔助優化，可以解決現有許多重要優化問題，包括基於隨機梯度下降的各類算法等，克服了速度與成本問題，將成為邁向強人工智能的重要道路。
隨著工業對量子計算的關注，量子學科發展也日益加速，但這個領域需要物理、計算機等多方面的交流合作，尤其是計算機領域在編程、算法方面的大力支持。但現在計算機熱點太多，且和量子計算存在語言障礙，計算機方面的專家不願意花時間去學習一門新的語言，這就使量子計算的發展缺失了一個重要推動力。
金孝敏：不能讓“缺芯之痛”再次發生
人物小貼士：
金孝敏，上海交通大學物理與天文學院教授。長期致力於光量子集成芯片、量子計算、量子通信和量子存儲研究。2010年赴牛津大學做博士後，2012年同時獲得歐盟授予的瑪麗居里學者（Marie Curie Fellow）和牛津大學沃弗森學院學者（WolfsonCollege Fellow）。入選上海千人、國家青年千人、曙光學者和青年科技啟明星計劃，2015年獲達沃斯世界經濟論壇授予青年科學家獎。
根據費曼提出的量子模擬量子計算的概念，如果有240個量子比特，在全連接情況下，所代表的態空間指數尺度大小可以達到全宇宙所有原子個數級別的數。量子計算機的並行計算和模擬能力是指數級的增長，不像傳統計算機只能依靠累計單元的個數。與連續六年世界排名第一的天河超級計算機相比，50個光子的計算能力相當於一臺天河超級計算機，60個光子就相當於1024臺“天河”，現在世界上所有計算機加起來可能也就達到這個計算水平。50個光子就是我們看的到底一個量子霸權的節點，一旦到了這個節點以後，遊戲規則就改變了，多加10個光子就飽和了整個地球的計算能力。
如今世界爭相發展量子技術，中國已趕上科技的潮流。對於大型的量子計算系統，像實驗室那樣擺放光路肯定是不可行的，量子信息技術的芯片化集成化是量子計算發展的必然趨勢，這樣才能夠保證系統的同步與穩定。
大規模電子線路集成成就了今天的信息社會，如果把中央處理器CPU比喻為整個電腦系統的心臟，那麼主板上的芯片組就是整個身體的軀幹。前不久美國針對中國進行的芯片制裁相信很多人都還記憶猶新，這件事的本質就是美國企圖利用中國企業和高科技產品對其芯片技術的依賴，通過禁止美國生產商向中國出售芯片達到最終扼殺中國的高科技產業的目的。電子芯片的發展我們已經缺席一輪，光量子計算芯片的發展，中國決不能再次缺席，不能讓“缺芯之痛”再次發生。
金孝敏所帶領的小組正長期致力於光子芯片、量子存儲、量子信息等方面的研究，2018年通過飛秒激光直寫技術製備出了最大規模三維集成光量子計算芯片，並演示了首個真正空間二維的隨機行走量子計算；同年，在人工智能與量子信息技術交叉領域取得重要突破，首次將機器學習技術應用於解決量子信息難題，實驗實現了基於人工神經網絡的量子態分類器，取得了讓世界矚目的成就。
中國在量子領域的發展是處於世界先進水平的，越來越多的大公司、科研工作人員投入這個領域，量子計算越來越為人們所重視。就如金孝敏教授所說：“就像雖然現在的量子發展是困難的，是需要克服重重艱難險阻的，但只要心懷夢想，為此付出努力，就可以成功。”
李綠周：關於量子算法的兩個想法
人物小貼士：
李綠周，中山大學數據科學與計算機學院副教授。中山大學數據科學與計算機學院副教授，博士生導師，計算機科學系副主任。2012年到悉尼科技大學進行合作研究。從事量子計算理論研究，過去十餘年主要從計算科學的角度出發，圍繞“量子計算相對於經典計算有何優勢與本質不同”這一中心問題展開研究，目前的主要研究興趣為量子算法。
李綠周認為，算法研究遠早於計算機的出現，量子算法的研究有助於推動整個量子計算領域的發展。量子計算在人工智能領域（特別是機器學習）展現出了巨大的應用潛力。
李綠周表示，抽向層次的算法從不依賴具體硬件平臺，算法的好壞由複雜度評定。量子計算核心是：要保證每一個步驟符合量子力學要求，並且比經典算法更快。
最後引用應明生老師的一句話：“翻開我們的計算機教課書，有多少中國人的名字寫在上面，現在量子計算給了我們一個機會，我們現在參與進來，就有可能在教科書上留下我們的名字。”“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”。量子計算的成功從不是一蹴而就的，需要社會的支持、鼓勵與等待。對於現在的量子浪潮，更要理性對待。雖然現在的量子發展是困難的，但絕不能因為今天的困難而否定將來的希望。
現場小記者：陳坤
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