連日來，加拿大D-Wave系統(tǒng)公司一臺(tái)自命為“商用量子計(jì)算機(jī)”的“D-WaveⅡ”量子模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)頗為引人矚目。原來，為了一睹“D-WaveⅡ”量子計(jì)算機(jī)的真容，來自世界各地實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們紛紛拋出實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證“D-WaveⅡ”的性能，并讓它與傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行對(duì)比。

在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，有科學(xué)家注意到，D-Wave量子計(jì)算機(jī)在運(yùn)算中量子效應(yīng)持續(xù)時(shí)間只有幾十億分之一秒。中國科學(xué)院院士、量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任郭光燦在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說，量子效應(yīng)持續(xù)時(shí)間極短，從一個(gè)側(cè)面說明D-Wave并不是一臺(tái)真正的量子計(jì)算機(jī)，因?yàn)樗?ldquo;沒有體現(xiàn)出量子計(jì)算機(jī)并行運(yùn)算的優(yōu)勢(shì)”。

中科院物理研究所研究員劉伍明在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)則表示，雖然不排除D-Wave作為商業(yè)公司有吸引眼球之虞，但仍可以看出D-Wave正在量子計(jì)算機(jī)的道路上作著大膽的嘗試，這值得我們借鑒。

實(shí)際上，D-Wave公司“商用量子計(jì)算機(jī)”從落地那刻起就注定飽受科學(xué)家和媒體的熱切關(guān)注。人們不敢相信：量子計(jì)算機(jī)時(shí)代已經(jīng)到來了？

量子計(jì)算機(jī)的變革

郭光燦告訴記者，在量子世界，量子密碼是第一個(gè)可能走向應(yīng)用的方向，而對(duì)人類影響最大的當(dāng)屬量子計(jì)算機(jī)。

“在后摩爾定律時(shí)代，晶體管里面的電子數(shù)目越來越少，達(dá)到極限之后電子的行為就不能再用摩爾定律解釋了，變成量子行為了。”郭光燦指出，從經(jīng)典比特到量子比特，人類沿著這條路發(fā)展下去，將會(huì)“邂逅”量子芯片——“量子芯片構(gòu)成的計(jì)算機(jī)體系就是量子計(jì)算機(jī)”。

劉伍明也指出，經(jīng)典計(jì)算機(jī)正遇到摩爾定律的極限，而頂破天花板的正是量子計(jì)算。“比如搜救失聯(lián)的馬航客機(jī)，并不是我們?？哲娝丫饶芰Σ粡?qiáng)，它挑戰(zhàn)了人類現(xiàn)階段的能力。如果我們有一臺(tái)強(qiáng)大到足以處理所有海面數(shù)據(jù)和航行數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，找到MH370并非難事。”

“傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的處理是串行計(jì)算，而量子計(jì)算機(jī)是并行運(yùn)行，運(yùn)算速度呈指數(shù)上升，這是量子計(jì)算機(jī)最顯著的特征。”郭光燦告訴記者，并行運(yùn)行有多快？“量子計(jì)算機(jī)之于傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的速度，就相當(dāng)于電子計(jì)算機(jī)之于算盤。” “量子計(jì)算機(jī)可以做到現(xiàn)在經(jīng)典計(jì)算機(jī)做不到的很多事情。”郭光燦說，人類一旦制造出量子計(jì)算機(jī)，整個(gè)社會(huì)就會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化。

郭光燦舉例說：“比如，我們可以把某種病毒體內(nèi)的各種成分分析得清清楚楚，這樣我們就可以制造針對(duì)性很強(qiáng)的藥物（對(duì)付病毒）；還可以在大量數(shù)據(jù)中分析出特定信息，比如某個(gè)罪犯身上的某個(gè)特點(diǎn)，在茫茫人海中篩選和搜尋，利用量子計(jì)算機(jī)，很快就能鎖定目標(biāo)。”

劉伍明告訴記者，不見得量子計(jì)算機(jī)一定會(huì)取代經(jīng)典計(jì)算機(jī)，但人們的確可以利用量子計(jì)算機(jī)完成現(xiàn)階段不可能完成的任務(wù)。

“比如我們現(xiàn)在還不能預(yù)報(bào)地震，這其中的原因可能是有些科學(xué)問題在地震學(xué)上還沒有解決，但至少在數(shù)據(jù)處理上，例如汶川，如果投放幾百上千甚至更多地震觀測(cè)站，在很短時(shí)間內(nèi)根據(jù)觀測(cè)信息計(jì)算出地震的概率，就能給決策層提供一些線索。天氣預(yù)報(bào)也如此，我們只知道某地預(yù)計(jì)有雨雪，但我們并不確切知道是在何時(shí)、何地變天，精細(xì)預(yù)報(bào)就需要這種計(jì)算能力上的突破。”劉伍明說。