可以說不一定~

要從兩個角度來說了!

目前主流的研究路線是半導體、超導路線這兩個體系

通常我們會提到量子晶元要再絕對零度的極低溫環境下工作,某個能夠研製出多位量子比特的量子晶元沒法克服極低溫環境的影響因素,那一旦研製成功,未來,將有可能出現這種情況:由於量子計算機的環境需求+造價昂貴兩方面主要原因,可商用量子計算機即便是造出來了,那也會是採用雲端訪問的形式,開放給用戶在雲端使用,不會每一家都整一台的~那估計是比攝影還要「毀三代」的....這樣的話,傳統集成電路計算機仍有他發揮價值的可能~

但話又說回來~

量子計算機未來可能不會受制於環境的影響。

可以看下這個報道~

悉尼新南威爾士大學的 Andrew Dzurak 教授領導的一個小組在解決「量子晶元需要在極低溫環境下工作」這個問題上邁出了重要一步。他們在報告中提出了一種經過概念驗證的量子處理器單元,該單元與全球正在探索的大多數設計不同,它不需要在 0.1 開爾文的溫度下才能工作。它的運行溫度是 1.5 開爾文。這個溫度比 Google、IBM 等公司使用超導量子比特晶元的運行溫度高 15 倍:谷歌和 IBM 主要專註於超導量子比特的研究,由此驅動的量子計算系統需要在毫開爾文區間內運行,僅比絕對零度高一點點。

硅中自旋的電子產生的量子比特(來源:UNSW)

這個讓量子晶元「升溫」的事件證明了再半導體量子自旋這條路上,量子晶元的工作溫度可以較0.1開爾文上升到1.5開爾文~無獨有偶,同樣還有一個研究團隊證明了可以再1.1開爾文環境下工作,那就意味著未來為營造量子晶元的工作環境就不需要那麼昂貴的製冷設備了,可能成本就從幾百萬美元降到一兩千美元,可以想像這條路如果走通了,就意味著未來大家可以使用更簡單,更便宜的冷卻系統。

這樣或許量子計算機可能就會像傳統計算機那樣普及,人手一台,而且會不斷更新換代~

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量子計算機只能解決特定問題,不能進行通用計算,和經典計算機的應用領域並不相同,不存在替代關係。


不會。


在成本壓制不到的時候,傳統集成電路是會繼續發展的,前提是功能方面量子技術完全兼容傳統集成電路


我先來科普一下量子計算機和普通集成電路計算機的區別到底在哪裡。

量子計算機和普通集成電路計算機在本質上是一致的,都是以 0 和 1 作為計算機能理解的基本語言。所不同的是,普通計算機用電子元器件的開和關來表示 0 或 1,比如開是 0,關是 1。也就是說,對於一個單位的電子元器件,在同一時刻,要麼是 0,要麼是 1。而量子計算機則不同,他可以同時是 0 和 1。這個聽起來匪夷所思,不可理解。但這一點都不重要,作為我們普通的科學愛好者,只要了解可以同時存儲 0 和 1 就可以了。至於要深究,那建議去深度學習下量子力學,我也可以推薦一本物理學的科普讀物,這本書對物理學專業或者非物理學專業的都適用,既有深度,有不那像教科書那麼晦澀,可以當成小說來看。

新千年版:費恩曼物理學講義(第1-3卷)(套裝全3冊)京東¥ 260.30去購買?

基於量子的特性。量子計算機的重大特性就是可以進行多任務處理。也正是因為這個特性,量子計算機的運算能力會爆炸性地增長。我來舉個例子,可以讓大家感受一下量子計算機的巨大威力。你可以想像一下自己被困在一個迷宮裡,這時你會想儘快找到出路,可問題是選擇太多了。你需要把所有的通道一個個試過來,這意味著你肯定會遇到很多死胡同。對於普通計算機來說,雖然他們在現在看來已經非常快了,但他們有一個死穴,就是一次只能處理一個任務,就像你在迷宮中一次只能探尋一條路一樣。

但如果使用了量子計算機,情況就會大不一樣。由於在量子世界中,一個粒子可以同時出現在很多地方,所以這種計算機可以實現並行運算。用量子計算機處理迷宮問題,就像你同時擁有成百上千個分身,每個人探尋一條路,彈指之間,你就能找到正確的出路。

利用量子計算機強大的計算能力,我們就能夠解決那些需要很大量計算的問題。比如,我們可以預測很久以後的天氣情況,甚至是預測自然災害如地震或者龍捲風。這類問題現在無法解決,因為所需要的計算機會非常非常大。而量子計算機卻只需用上幾百個原子,就能達到任務。所以這種計算機的體積,可能比一粒沙還小。當然,現在實驗室中的量子計算機肯定不會那麼小,哈哈。

除了預測天氣和災難,量子計算機還可以用於科學研究場景和軍事場景,比如天體運行的推演、星際航行的模擬,密碼破譯等等。

針對密碼破譯這件事情,可以說,有了量子計算機,那現有的幾乎所有加密演算法(說幾乎是為了那些我不知道的加密演算法),都將在一夜之間變得不堪一擊,為什麼呢?因為所有的加密演算法,理論上都是可破譯的,只是現有的計算能力,需要比如 100 年才能破譯,但秘鑰 3 個月就換一次。如果量子計算機破譯密碼的時間縮短到了小時級甚至是分鐘級別、秒級別,那這些加密演算法都將淘汰。

當然啦,我並不覺得有了量子計算機,現在的集成電路計算機就不用發展了。兩者應對的場景是不同的,我們個人電腦,甚至是很多跑應用的伺服器,哪怕是一些科學計算伺服器,並不需要量子計算的速度,因為一個事實是,我們現在全球的計算機硬體的使用率,即便是保守估計,也常年保持在 10% 以下。也就說,即便是現在硬體水平,也已經非常冗餘。所以,在很長的一段時間內,傳統計算機還是將被最大量使用,量子計算機只會用在解決現有計算機無法解決的問題上。直到有一天,有了比量子計算機更先進的計算機,或者量子計算機的成本已經低到和傳統計算機一樣的時候,量子計算機才會被全面使用。我覺得中間一定會有一個長長的過渡期,那就是量子計算能力與傳統計算能力的合作期。類似於在現在計算機中加一塊SSD硬碟,哈哈!

最後說一下,我們國家現在的量子計算水平已經是世界的先進水平,期待國家科研項目能早日用上量子計算,給現在的不可能問題找到答案。


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