量子計算已經吸引人們的想象力近 50 年。原因很簡單：它為解決經典機器永遠無法解答的問題提供了一條途徑。例子包括精確模擬化學過程以開發新分子和材料，以及解決複雜的最佳化問題，這些問題旨在從許多可能的替代方案中找到最佳解決方案。每個行業都需要最佳化，這也是這項技術具有如此大的顛覆性潛力的原因之一。
直到最近，訪問新興的量子計算機還僅限於世界各地少數實驗室的專家。但過去幾年的進步使得世界上首批原型系統的構建成為可能，這些系統最終可以測試到目前為止還只是純理論的想法、演算法和其他技術。
量子計算機透過利用量子力學的力量來解決問題。與經典機器一次考慮一個可能的解決方案不同，它們的行為方式無法用經典類比來解釋。它們從所有可能解決方案的量子疊加態開始，然後使用量子糾纏和量子干涉來定位到正確的答案——這些過程我們在日常生活中觀察不到。然而，它們提供的承諾是以難以構建為代價的。一種流行的設計需要超導材料（保持比外太空冷 100 倍），對精細量子態的精巧控制，以及對處理器的遮蔽，以防止哪怕是一絲雜散光線進入。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
現有的機器仍然太小，無法完全解決比當今超級計算機可以處理的更復雜的問題。儘管如此，已經取得了巨大的進步。已經開發出將在量子機器上執行得更快的演算法。現在存在一些技術，與 10 年前相比，這些技術將超導量子位元中的相干性（量子資訊的壽命）延長了 100 多倍。我們現在可以測量最重要型別的量子錯誤。2016 年，IBM 向公眾提供了對雲中第一臺量子計算機——IBM Q 體驗——的訪問，該計算機具有用於對其進行程式設計的圖形介面，現在又具有基於流行的程式語言 Python 的介面。向世界開放這個系統推動了對這項技術進步至關重要的創新，迄今為止，已有 20 多篇學術論文使用該工具發表。該領域正在迅速擴充套件。全球的學術研究小組以及 50 多家初創公司和大型企業都專注於將量子計算變為現實。
憑藉這些技術進步和任何人都可以輕鬆使用的機器，現在是“量子準備”的時候了。人們可以開始弄清楚，如果今天存在可以解決新問題的機器，他們會做什麼。許多量子計算指南都可以在網上找到，以幫助他們入門。
仍然存在許多障礙。相干時間必須提高，量子錯誤率必須降低，最終，我們必須減輕或糾正確實發生的錯誤。研究人員將繼續推動硬體和軟體方面的創新。然而，研究人員對於應該用哪些標準來確定量子計算何時實現技術成熟存在分歧。有些人提出了一種標準，該標準由進行科學測量的能力定義，這種科學測量非常晦澀，以至於不容易向普通受眾解釋。我和其他人不同意，認為量子計算只有在能夠解決具有商業、知識和和社會重要性的問題時，才會作為一種技術出現。好訊息是，那一天終於指日可待了。