所谓量子,是一个能量的最小单位,也是人类目前为止认识微观世界的终极抵达点。所有的微观粒子包括分子、原子、电子、光子都是量子的一种表现形态,人类和整个世界也都是由量子构成的。
但区别于经典物理世界之间物体的相互作用形态,微观世界量子之间的互动更加诡异而复杂,甚至还没有真正权威的科学解释能阐明量子间的作用关系。
至少已经可以证明,量子位之间具有相互叠加和相互牵连两种属性,而围绕这两种属性构成的力学理论,就是大名鼎鼎地“革了牛顿的命”的量子力学。
抛开物理学不提,量子间的特性运用到计算领域会呈现出与目前所知的计算完全不同的运算规则。
由于量子具有叠加态,故而量子运算具备天然的并行运算能力。如果说0和1组成的经典计算是一个人在干一件事,那么量子计算就是一个人同时干很多事,并且同时完成给出叠加结果。
以这次完成的10个超导量子比特纠缠计算为例,它在经典计算机完成一次计算的同时,可以完成10个比特,也就是1024次计算。那么如果超导比特纠缠数量持续扩大的话,超越目前人类最快的计算系统也是轻而易举的。
事实上,量子计算机是一个非常宽泛的概念。由于它的概念界定办法仅仅是利用了量子规则完成的计算设备,所以第一台量子计算机的定义也非常模糊,很难得到公认。
发展量子计算机的方式也各有不同,比如中科院发布的量子计算机是以光子理论完成的“光离子计算机”,其他囚禁离子技术、量子位元超导电路技术也都在持续深挖中。如果算上相对小众的量子计算机实现方式的话,恐怕很难统计目前世界上有多少种量子计算机。
当然,某种程度上来说目前世界上依旧没有真正应用意义的量子计算机。我们今天做的,更多是把一个概念从理论一步步拉倒现实中来。