既異想天開，又實事求是。大家好。我是A微說科學，今天我們講講關於量子計算方面的知識，據央視新聞今天報導了一個爆炸性的新聞，我國科學家在2020年12月4日宣布構建了76個光子(量子比特)的量子計算原型機「九章」。中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽團隊與中科院上海微系統所、國家並行計算機工程技術研究中心合作，構建了76個光子的量子計算原型機「九章」，實現了具有實用前景的「高斯玻色取樣」任務的快速求解。根據現有理論，該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機「富嶽」快100萬億倍，等效速度比去年穀歌發布的53個超導比特量子計算原型機「懸鈴木」快100億倍。相關成果12月4日在線發表於《科學》雜誌。「一個最先進的實驗」「一個重大成就」，《科學》審稿人如此評價。
這一世界領先的成果，得到了國際上在量子計算研究專家、學者的高度評價，那麼它的作用體現在那呢？我們今天不防來簡單分析一下，
量子計算在密碼破譯方面的作用
量子計算可以通過應用大量數據資源，通過它強大的分析功能，讓現在我們認為的信息保密期的破解時間大大縮短，比如一個月變為一天或幾分鐘，當今各種密碼的安全保障依託各種加密算法技術，但是對於量子計算機來說，能夠通過特定算法進行高速並行輕鬆破解。量子計算可以很容易地計算大數，能破壞任何密鑰長度的RSA密碼系統。這就是密碼學家努力設計和分析「量子抗性」公鑰算法的原因，量子計算機有望顛覆這一切。由於它們的工作方式，它們擅長扭轉這些單向函數所需的各種計算，所以量子計算在密碼破譯方面將能迅速破解各種密碼
量子計算在量子化學的作用
因為分子遵循的是量子力學，用量子計算來模擬更為合理。只需更少的運算量和信息，就能計算出化學物質的性質。去年穀歌的量子處理器實現了53個量子比特的糾纏，用它來模擬了幾個簡單的化學分子試試看效果，結果量子計算機求得的結果與真實值幾乎完全吻合。
量子化學在量子尺度上研究化學性質和過程，化學家不需要使用燒杯或試管，就可以研究某一特定原子或分子的電子結構，它們是如何排列在軌道上，以及這些電子如何與其他化合物或原子的電子相互作用，來預測給定原子或分子的性質，以及它將如何發生化學反應。為現代化學的研究和發現開闢了許多途徑。
量子計算在藥物分析的作用
量子計算可以從百萬、千萬個潛在有效的類藥分子中，利用AI算法，對其生物活性、溶解性、毒性、穩定性、合成難度，以及與人體內吸收、分布、代謝、排洩關聯的關鍵性質進行快速、準確的層層篩選與綜合打分評估。綜合表現最理想的一百多個分子，通過高精度的量子物理計算進一步精準預測其關鍵性質，隨後結合藥物化學家的專家挑選，就可以確定幾十個最有希望能夠成功研發的藥物侯選分子，進入針對性實驗驗證，量子計算可快速地對藥物進行分析，提高藥物專家的工作效率。
此外，量子計算還可在組合數學、機器學習研究、材料設計、通訊、交通、商業等等許多領域發揮巨大作用，我們將對中國在這一領域充滿更大的期待。