量子計算機改變世界的7大方式

建立在量子物理學基礎上的超高速計算機即將誕生，它們的到來會改變一切。量子計算公司D-Wave的創始人之一Eric Ladizinsky在倫敦舉辦的2014 有線大會上就傳統計算機和量子計算機的區別作了很好地解釋。

想象一下，限你在五分鐘內找出寫在國會圖書館的一本書某一頁的“X”（國會圖書館藏書約有五千萬冊）。這是不可能完成的任務。但如果存在5000萬個平行空間，在每個空間你都能瀏覽不同的書本，你會在其中一個空間發現你要找的“X”。

傳統的計算機就好比爭取在五分鐘內儘可能翻閱更多書本的瘋子；而量子計算機就能有5000萬個分身，每個分身悠閒地查閱需要的資訊。

如果你不知道上面說的都是什麼鬼，無需擔心，因為其他人也不是很清楚。物理學家費曼有這麼一句名言：當你認為你理解量子物理學的時候，其實你是真的沒有理解。本質的區別在於：傳統計算機只能一個一個地按次序解決問題，但是量子計算機卻可以在同一時間解決多個問題。

這樣的速度具備顛覆整個行業的潛質。不僅僅是因為其速度，量子計算機可以解決傳統計算機不能很好處理的複雜問題。它們在解決問題的時候更像人類，這使得它們更勝任人類的工作。量子計算機未來的應用前景十分令人神往：

1、真正精準的天氣預報

量子計算公司QxBranch表示：即使擁有非常尖端的分析溫度和氣壓的工具，給定天氣系統的表現形式也具有很大的不確定性，現如今的天氣預報只是對未來天氣的一種猜測，只不過這個猜測是建立在一定基礎上。

量子計算可以在同一時間對所有的資料進行分析，並告訴我們壞天氣會在何時何地出現。我們可以提前注意到颶風等極端天氣，從而預留足夠的時間拯救生命。

在量子計算機的幫助下可以建立更好的氣候模型，以便人們深入瞭解人類活動是如何影響環境的。基於這些模型，我們對未來氣候的變暖形勢進行估計，並幫助我們決定採用什麼樣的措施來避免災難的發生。

2、更有效的藥物發現

新藥開發是一個複雜的過程，化學家們需要對無數的分子組合進行測試，從而找出有效對抗疾病的分子組合。這個過程可能持續數年，且耗資數百萬美元。化學家們還要對這些組合進行後期試驗，其中的大部分仍以失敗告終。

量子計算機能夠描繪出數以萬億計的分子組成，並將其中最有可能有效的組合快速識別出，顯著降低藥物的研發成本和週期。

用量子計算對人類基因進行排序和分析比現有方法更快，可以為更多的民眾提供個性化藥物治療和醫療保健服務。

如今，許多藥物不能投入市場，是因為有那麼一小部分人對其反應強烈。因此我們經常否定一種藥物，儘管它對一些人是有效果的。有了個性化基因分析和更好的藥理知識後，我們就可以預見到可能存在的不良反應。

3、告別交通擁堵

量子計算可以很好地協調飛機航線以及地面交通控制，因為其計算最佳路線的效能卓越。

如果你規劃了一個含有10個不同站的行程，傳統計算機需要單獨計算所有可能路線的總長度並挑選出其中最佳的路線。而量子計算機可以同時計算所有線路的長度，計算出最佳路線所需的時間更短。

利用量子計算機對空中交通模式進行深度分析，將帶來更高效的航線安排，可以有效統籌飛機起飛、降落時的時間從而減少出行時間。

同樣的技術可以應用於高速公路、各種複雜的城市系統網路（電網等），從而達到高效、避免擁堵的目的。

4、加強軍事力量和國防建設

各式各樣的衛星正在不間歇的收集影像資料，其數量之龐大沒有誰能夠對其進行全面檢索，因此很多資料只是被扔在一邊。在那部分被我們遺棄的資料中，我們可能會錯失一些重要的情報。

一臺量子計算機對海量資料的處理比傳統計算機或個人要快得多，它可以篩選出那些需要進一步仔細分析且往往容易被我們忽視和拋棄的影像。

傳統計算機不擅長處理“誰在哪？”這類問題。這關乎識別能力，量子計算機能夠像人類那樣，可以很好地從複雜的背景中找出具體的細節。

5、安全、加密通訊

不管我們是否意識到，我們時刻使用著加密技術。當我們登入電子郵箱或使用信用卡進行網購的時候，我們都需要依賴加密技術。利用量子計算機卓越的效能可以使加密更安全可靠。

這種超級安全的通訊方式被稱為量子金鑰分配，當彼此之間傳遞資訊的時候，資訊只有經過金鑰破解後才能正確顯示。如果第三方截獲了金鑰，但由於量子學的特性，金鑰就會失效從而導致資訊不能被準確讀出。該通訊技術的初步版本已經在歐洲的一些地方試用。

同樣的，正如量子計算可以使通訊更加安全，量子計算機可以非常容易地破解我們現有的加密資訊。從斯諾登洩露的國家安全域性的相關檔案中就提出該機構計劃開發量子計算機來進行加密資訊的破譯工作。

如果一個黑客（或好管閒事的政府機構）試圖染指量子計算機，那麼諸如銀行、政府機構等利用老式加密技術的部門行業就會深陷危機。

6、加快太空探索的步伐

天文學家們利用開普勒太空望遠鏡在我們生活的太陽系之外發現了大約2000顆行星。開普勒搜尋需要對準這些所謂的系外行星，並且還要等到他們從其歸屬的恆星前經過。當這種情況發生的時候，行星會投下陰影，天文學家藉此進行分析和預測其大氣環境是否適合生命生存。

量子計算機可以處理任何望遠鏡視野中更多的資料，從而發現更多的行星，並迅速識別出最有可能存有生命體的行星。它甚至可以從舊的影響中發現系外行星。

7、機器學習和自動化

量子計算機可以像人類一樣從經驗中學習。它們能夠自我糾正，量子計算機可以對一個錯亂的程式程式碼進行修正。這個概念被稱為機器學習，這就好比你的Facebook賬號會列出你可能喜歡的內容，但是更復雜。

量子計算機的機器學習能力可以幫助我們更快更有效地處理很多事情，利用量子計算機對其自身功能的不斷完善，可以引領半自動車輛等更高階別的人工智慧。

所有的這些應用聽起來令人興奮不已，但在此之前我們還有很長的路要走。如今，量子計算機研製工作的主要參與者包括谷歌和美國航空航天局，當各大公司紛紛致力於高尖端技術的研發時，取得突破也就指日可待了。

原文釋出時間為：2015.09.22
本文作者：蘇疆之嵐
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