量子計算還遠遠不能幫助控制冠狀病毒的蔓延。但這個新興的計算領域幾乎肯定會幫助科學家和研究人員應對未來的危機。
IBM研究中心主任達里奧•吉爾(Dario Gil)問道:“例如，我們能否壓縮發現一種治療方法的速度?”“我們的目標是做我們現在正在做的一切，在發現材料、化學等方面，要比現在好10倍，好100倍。”
他說，這“可能會改變遊戲規則”。
量子計算是計算領域的下一個大事件，它預示著人工智能和機器學習在未來十年乃至更長的時間裡將取得指數級的進步，從而在醫療保健、製藥、化肥、電池動力和金融服務方面帶來潛在的突破。
對於有退休基金的消費者來說，“未來10到15年的量子計算機……也許可以通過經紀人的計算幫助你做出更好的個人財務決策，”負責推動量子計算生態系統的IBM研究副總裁Bob Sutor說。
IBM擁有15個已部署的量子系統，處於量子計算的前沿。《今日美國》最近參觀了位於紐約約克鎮高地的一個量子實驗室。
但谷歌、亞馬遜(Amazon)、英特爾(Intel)、微軟(Microsoft)和霍尼韋爾(Honeywell)等科技巨頭，以及幾家得到風投支持的全球初創企業，都在這一領域大展宏圖。
正在與中國展開量子競賽的美國政府也提供了支持。2018年底，特朗普總統簽署了《國家量子倡議法》(National Quantum Initiative Act)，將在5年內為量子研究提供總計12億美元的資金。
這裡有一份幫助你揭開量子計算神秘面紗的指南，你幾乎肯定會在未來幾年聽到更多關於量子計算的內容。
什麼是量子計算?
要掌握量子計算或它所利用的物理領域，量子力學，並不容易。但是這樣的機器——耗資數百萬——是為模擬自然而設計的。
用最簡單的話說，它們比我們所認為的經典計算機要強大得多，而經典計算機的基本單位是用1或0或比特表示的。量子計算通過所謂的量子位(或簡稱“量子位”)實現了量子飛躍。
這樣想:如果你拋一枚硬幣，它要麼是正面要麼是反面，或者用經典的計算機術語，1和0。但是當硬幣還在旋轉時，它的狀態是什麼?這就是量子位的位置，不一定是1或0，而是介於兩者之間的所有可能性。
現在讓我們進一步類比。如果你在現實世界中拋兩枚硬幣，一枚硬幣的正面或反面對另一枚硬幣沒有影響。然而，量子位元可以在同一時間以多種狀態糾纏在一起。
這是那種“地球不是平的”時刻，吉爾說。“實際上，一場革命正在進行。”
量子計算機是什麼樣子
量子計算機芯片被保存在一個圓柱體中，其溫度比外太空還要低，圓柱體是一個精心設計的製冷設備的一部分。該系統有2000多個組件，包括脈管冷卻器、超導同軸電纜、混合室和各種電路。它就像一個華麗的枝形吊燈。
量子計算發展到什麼程度了?
2016年5月，IBM成為第一家將量子計算機放到雲上的公司，在雲上，任何擁有計算技能的人都可以進行實驗。
目前，IBM的量子計算機上運行了超過1500億個程序和執行，超過140個國家的20多萬註冊用戶運行了這些程序和執行。每月有超過12,000個活躍用戶，在一個典型的日子裡，雲上的機器運行超過4億個量子電路。
IBM表示，它已經與100多所大學、國家實驗室和公司簽署了有關quantum的合同。
例如，IBM的量子研究人員正在與梅賽德斯-奔馳(Mercedes-Benz)母公司戴姆勒(Daimler)的同行合作，開發用於電動汽車的下一代電池。IBM還與達美航空(Delta Air Lines)合作，探索旅遊業務的重大機遇。
去年10月，谷歌表示，它實現了所謂的“量子霸權”。它能夠在200秒內完成一次計算，而一個經典的最先進的超級計算機大概需要1萬年才能完成。
IBM推遲。該公司當時辯稱，同樣任務的理想模擬可以在2天半內在一個經典系統上完成，而且保真度要高得多。該公司當時表示，這是一個保守的、最壞情況的估計。
吉爾在接受《今日美國》採訪時表示，“人們並沒有區分什麼是實驗室實驗，什麼是真正的系統。”
關於量子計算的主張層出不窮。
就在本週，霍尼韋爾宣佈了“迄今為止最強大的量子計算機”，將於2020年中期發佈。霍尼韋爾(Honeywell)與摩根大通(JPMorgan Chase)圍繞利用quantum的金融解決方案建立了戰略合作伙伴關係。摩根大通也是IBM量子生態系統的一部分。
但這些仍處於初期階段。吉爾說，今天的量子計算和2010年的人工智能差不多。
他在IBM的同事Sutor說:“需要說明的是，這個星球上沒有人有量子計算機可以比我們的傳統計算機做得更好。”
但IBM表示，它可以每年將量子計算機的能力提高一倍，並在某個時候突破一個閾值，使量子計算機可以超越傳統計算機，至少可以解決某些類型的問題。
是否存在安全風險?
可能會有。未來的大型“容錯”量子計算機——這類計算機尚未出現——有可能破解當前的加密系統。IBM正在與美國國家標準與技術研究院(NIST)合作，改變加密標準，承諾在保證量子系統安全的同時，保持量子系統的效率。
雖然安全威脅可能還需要幾年的時間，但吉爾強調現在就做好準備的緊迫性。“你不能坐視不管，”吉爾說。
即使是幾年以後，你也不應該期望你的桌子上有一臺量子計算機。
但量子計算機使之成為可能的技術將開始支持並使消費者應用程序更強大。如果量子計算機能夠在潛在的大流行真正開始之前就阻止它，那麼社會將會受益。
“大自然本身就是一臺巨大的計算機，”Sutor說，原子、分子和光相互作用的方式。“我們能否充分了解它究竟是如何工作的，並利用它來滿足我們自己的計算需求，解決我們面臨的最棘手的問題?”
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