根据摩尔定律，计算机处理器芯片上的晶体管数量每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，价格也会更便宜。然而这一理论似乎快走到尽头了。
工程专家一直尝试用不同的方法保持计算机处理性能快速增长，其中量子计算就是提高计算机处理性能最好的办法之一。量子计算理论如今已经在实验室被证实，其性能超越目前所有的超级计算机，然而能否投入正常使用短期内依然无法下定论。
什么是量子计算？
我们目前所使用的常规计算机能处理二进制信息，即0和1。据百度百科，普通计算机中的2位寄存器在某一时间仅能存储4个二进制数（00、01、10、11）中的一个，而量子计算机中的2位量子位（qubit）寄存器可同时存储这四个数，因为每一个量子比特可表示两个值。使用量子计算，计算机能并行处理更多信息，计算速度将远超当今的计算机。
如果一个系统内包含少量的量子位，这个概念完全可行，然而当大量的量子位同事进行处理时，目前的技术就捉襟见肘，无能为力了。
量子计算如何运作
当下的计算机处理芯片都是“沙子”，也就是硅做的，其物理体积随着时间的退推移越来越小，而处理速度却越来越快。现在的处理器已经可以做到一个指甲盖大小，而且处理速度也远超普通体积的处理器。
在常规计算机中,信息单元用二进制的 1 个位来表示, 它不是处于“ 0” 态就是处于“ 1” 态。在二进制量子计算机中，信息单元称为量子位，它除了处于“ 0” 态或“ 1” 态外，还可处于叠加态。叠加态是“ 0” 态和“ 1” 态的任意线性叠加,它既可以是“ 0” 态又可以是“ 1” 态，“ 0” 态和“ 1” 态各以一定的概率同时存在。通过测量或与其它物体发生相互作用而呈现出“ 0” 态或 “ 1” 态。这一特性常规计算机根本就无法处理。一旦解决这一问题，计算机的处理能力将暴增，超越目前所有的超级计算机。
量子计算的影响力
量子计算带来的影响力可能是我们今生最具有影响力的事物。如果科学家能够创造一台稳定、可靠的量子计算机，那些长久以来困扰人们的数学难题可被轻易解决。量子计算机可能就是下一个“陈景润”。
量子计算机有多少处理能力？理论上是无限的。科学家能够依次创造出更智能的计算机，设计出能进行远距离太空飞行的宇宙飞船。量子计算或许还能让真正的人工智能成为现实。
挑战
生成量子位异常困难。到目前为止最大的量子计算机是IBM研究团队在2002年的研制的，成功地人工合成了分子，内含7个量子位。
生成量子位然后使用只是做了一把“好钢”，更重要是如何“把好钢用在刀刃上”。科学家目前都在努力编制用于量子位处理过程的算法。
什么时候能够见到量子计算机
据媒体预测，至少还要10年才能看到真正的量子计算机问世。目前技术障碍太多了。大型量子计算可能永远不能量产。就算量子计算机问世之后也是能最先用于超计算机，而非进入大众市场。在此其间，我们还得继续使用常规的计算机。
希望永远存在
每个月我们几乎都能看到量子计算的新消息。2011年，加拿大量子计算公司D-Wave发布了全球第一款商用型量子计算机“D-Wave One”，它采用了128-qubit(128量子位)的处理器，四倍于之前的原型机，理论运算速度已经远远超越现有任何超级电子计算机。不过呢，也别太兴奋，这个大家伙现在还只能处理经过优化的特定任务，通用任务方面还远不是传统硅处理器的对手，而且编程方面也需要重新学习（严格意义上讲，这不是一台量子计算机）。 D-Wave One在散热方面的要求也非常苛刻，必须由液氦全程保护，但这至少比原型机离不开接近绝对零度的液氮好多了。量子计算机，就在不远处等着我们。
原文发布时间为：2012年08月30日
本文作者：Rowson
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