調查員講科技：什麼是量子計算機和量子霸權？

近日谷歌公司興奮的宣布已經造出了具有極高運算能力的量子計算機。接著「量子霸權「這個詞成了人們熱議的話題。但是量子計算機這個名字顯得過於專業，晦澀難懂。本篇咱們就來嘗試一下，揭開它神秘的面紗。

想要明白什麼是量子計算機，咱們有必要先簡單科普下傳統計算機的工作原理。

從20 世紀 60 年代第一臺計算機誕生至今它引領了人類現代科技突飛猛進，它既然叫計算機，自然它的特長就是有超強的計算能力，可以幫助人類大幅提高工作效率。
計算機內部的CPU晶片就是用於來完成繁重的計算任務的。晶片是一種電子元器件，在一個晶片中有無數個叫電晶體的東西，它們在晶片裡組成了無數個電子開關，通過不停的打開和關閉，來控制二進位數字電信號是否能通過。無論我們用計算機完成工作，看電影，還是玩遊戲，其實對於cpu來說沒有什麼不同，在它眼中都是一堆0和1組成的點信號流。這種二進位數被稱為比特。一個比特位非0即1。
其實這就是計算機的核心奧秘，看到這裡，是不是感覺它沒有那麼神秘了。
經過幾十年的發展,計算機的性能以幾何指數飛速增長，計算機變得越來越小，功能也更為強大。但是即便如此強大的運算能力，還是跟不上現代科技革新的速度。就比如流行的區塊鏈，比特幣之所以被稱之為安全，就是因為想破解它需要海量的計算，但傳統的計算機不能勝任，畢竟CPU晶片歸根結底還是一個電子元件，目前cpu裡面已經集成了幾十個億個電晶體，每個電晶體都是納米級大小，已經接近了物理上的極限。再想大幅提升它的運算能力非常困難。

為了突破這一極限，這時以量子物理為基礎的量子計算機就出現了。

量子是一個微觀世界的名詞，關於定其準確定義還存在爭論，通俗一點說它就是物理界中最小的粒子。
微觀世界中有一些非常奇妙的規律，我們上面已經說過，在傳統計算機中，所有的信息都會成為轉化0和1的數據流供CPU處理，0和1被稱為比特位，每個比特位非0即1，無其他可能。但在量子領域裡就不是這樣了，一個量子比特不光可以是0或者1，它還有一種中間狀態，既可能是0又可能是1，不確定。
就是利用這種量子的物理特性，人們研製出了量子電晶體代替傳統電子電晶體，進而做出了量子計算機。量子的疊加狀態，讓量子計算機有著難以置信的計算能力，比如20個量子比特位就有幾百萬種可能性。目前谷歌宣稱他們的計算機擁有53量子比特位，運算能力是傳統計算機的10幾億倍，相當的恐怖，這就是所謂的「量子霸權」。

量子計算機的未來

既然這麼量子計算機如此強大，那人類為何還不馬上使用呢？那是因為量子物理還在研究發展之中，人類還不能完全控制量子，並為己所用。同時讓量子計算機展示出自己恐怖的計算能力，是有很多嚴苛的前提的，比如需要超低溫的環境等。
無論如何谷歌的研發成果，肯定是量子計算機的一個裡程碑，如果人類未來真的了解了關於量子科學的一切。真正造出具備100量子比特位的量子計算機，到那時天文，科技，醫學，金融等一切人類已知領域都將發生翻天覆地的改變。我們可能已經宇宙掌握了宇宙的秘密。

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