量子計(jì)算的神奇之處在于，它可以做到真正的并行計(jì)算與存儲(chǔ)。例如，一個(gè)數(shù)位的經(jīng)典存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)兩個(gè)數(shù)字0或者1，但在某一時(shí)刻這個(gè)數(shù)字要么是0要么是1；而對(duì)于量子比特存儲(chǔ)器來說，在同一時(shí)刻，它可以同時(shí)存儲(chǔ)0和1，其存儲(chǔ)和運(yùn)行能力都成指數(shù)上升，一個(gè)250量子比特的存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)的數(shù)字比我們已知宇宙所有的原子數(shù)還多。

想像一下，你被要求5分鐘內(nèi)在國(guó)會(huì)圖書館某一本書的某頁(yè)上找到一個(gè)字母“X”，這幾乎是不可能的，因?yàn)槟抢镉?000萬(wàn)冊(cè)書。但是如果你處于5000萬(wàn)個(gè)平行現(xiàn)實(shí)中，每個(gè)現(xiàn)實(shí)都可以查看不同的書籍，你肯定能在其中某個(gè)現(xiàn)實(shí)中找到這個(gè)“X”。在這個(gè)假設(shè)中，普通計(jì)算機(jī)就是像瘋子一樣的那個(gè)你，需要5分鐘內(nèi)找遍盡可能多的書。而量子計(jì)算機(jī)卻能將你復(fù)制出5000萬(wàn)個(gè)，每個(gè)只需翻找一本書即可。

這是量子計(jì)算機(jī)公司D-Wave聯(lián)合創(chuàng)始人埃里克·勒迪辛斯基對(duì)其應(yīng)用前景的解釋。谷歌和NASA聯(lián)合研究的量子計(jì)算機(jī)，其實(shí)就是從這個(gè)公司購(gòu)買的。2013年，谷歌從D-Wave系統(tǒng)公司購(gòu)買了一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，并與NASA共同開展量子計(jì)算機(jī)的研究項(xiàng)目。D-Wave系統(tǒng)公司自2007年推出首臺(tái)量子計(jì)算機(jī)開始就備受爭(zhēng)議。一些學(xué)者認(rèn)為由于量子形態(tài)并不穩(wěn)定，量子計(jì)算機(jī)只是在理論層面可行。然而這次，谷歌和NASA一同證實(shí)了量子計(jì)算機(jī)的可操作性。

顛覆你未來的生活

谷歌宣布D-Wave2X的速度達(dá)到了傳統(tǒng)芯片的1億倍，實(shí)在是令人驚嘆。量子計(jì)算機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)莫過于大幅縮短提取用戶所需信息的時(shí)間，因此它被認(rèn)為可以在幾天里解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)會(huì)花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)年時(shí)間才能處理的數(shù)據(jù)，未來的應(yīng)用前景十分令人神往。

現(xiàn)在的天氣預(yù)報(bào)大多是基于探測(cè)數(shù)據(jù)的推測(cè)，很難保證準(zhǔn)確。但量子計(jì)算機(jī)可以一次分析所有數(shù)據(jù)，向我們提供更好的模型，精準(zhǔn)地顯示惡劣天氣會(huì)在何時(shí)何地出現(xiàn)。我們可以提前預(yù)測(cè)颶風(fēng)等極端天氣，從而預(yù)留足夠的時(shí)間拯救生命。

每天出行GPS可以幫你優(yōu)化出最佳線路，但如果有了量子計(jì)算機(jī)，我們可以把整個(gè)城市甚至整個(gè)地球上所有人的出行計(jì)劃全都輸入進(jìn)去，讓它計(jì)算出最優(yōu)解，從而讓人們徹底告別交通擁堵。

在研發(fā)藥物方面，量子計(jì)算機(jī)能夠描繪出數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的分子組成，并將其中最可能有效的組合快速識(shí)別出，顯著降低藥物的研發(fā)成本和周期。

在探索太空方面，量子計(jì)算機(jī)可以處理望遠(yuǎn)鏡視野中更多的數(shù)據(jù)，從而發(fā)現(xiàn)更多的行星，并迅速識(shí)別出最有可能存有生命體的行星。

盡管實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走，但各大公司對(duì)量子計(jì)算機(jī)的研究絕不會(huì)停止，因?yàn)樗茴嵏舱麄€(gè)世界。一旦計(jì)算速度出現(xiàn)質(zhì)的飛越，我們生活的方方面面都會(huì)被改變。

“落地”仍面臨諸多難題

既然量子計(jì)算機(jī)已經(jīng)研制成功，那為什么現(xiàn)在還沒有普及呢？因?yàn)椋倪\(yùn)行條件要符合三個(gè)條件：真空環(huán)境、絕對(duì)零度和磁場(chǎng)保護(hù)。

量子力學(xué)是研究微觀尺度的科學(xué)，要想控制計(jì)算機(jī)的量子位，其實(shí)就是需要操縱單個(gè)原子，因此條件是非?？量?。原子在常溫下的速度高達(dá)到數(shù)百米每秒，只有讓原子保持在極低的溫度狀態(tài)，才能受控制。所以量子計(jì)算機(jī)D-Wave2X處理器溫度一直穩(wěn)定在-273℃，只比宇宙絕對(duì)零度高0.015℃而已。

除此之外，量子計(jì)算機(jī)還要放到比地球磁場(chǎng)弱50000倍（基本相當(dāng)于沒有磁場(chǎng)）、大氣壓比地球小100億倍（基本相當(dāng)于真空）的環(huán)境中，以保持量子態(tài)的穩(wěn)定。

除了對(duì)環(huán)境要求嚴(yán)格，量子計(jì)算機(jī)在實(shí)際落地推廣方面也會(huì)遇到一些障礙。由于量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算方法完全不同，因此編程的方式也完全不同并且更加復(fù)雜。這意味著，對(duì)于程序員來說，要掌握一套比現(xiàn)有算法更為復(fù)雜的編程方式。