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             來源：風云之聲

概要：我們重視量子計算，是因為它的潛力，而不是它的現狀。它確實有革命性的潛力，只是還需要艱苦的努力，絕不是一蹴而就的，更不是已經處在商業盈利的邊緣，等著大家一哄而上。建議大家對量子計算采取這樣的態度：積極關注；冷靜分析；以及作為基礎的，認真學習。

隨著量子信息科技的發展，公眾對這個領域的關注與日俱增。一個例子是，最近不少企業界人士在轉發這樣一篇文章《太快了！真的，太快了！》，里面說：

“新消息紛至沓來，指向了一個中心思想：IBM量子計算機的商業化時代，正式宣告開始了。

……奇點正在迅速到來。量子計算機+人工智能，將不斷迭代出更高級的量子計算機+人工智能，發展的斜率將一下子陡峭起來。

很可能，在不遠的將來，人類在量子計算機+人工智能面前，就可能像螞蟻面對人類一樣無力和脆弱。”

如何看待這類文章？正確的態度是：量子計算確實很重要，但在引申它的意義之前，應該先搞清楚它是什么，以及不是什么。

最基本的問題是：量子計算為什么有用？

這要從量子力學說起，即描述微觀世界的基本物理理論。

狄拉克《量子力學原理》

在傳統的信息科學中，基本單元叫做“比特”，即一個體系有且僅有兩個狀態。我們現在用的計算機、手機等等，內部都是大量的比特，即大量的兩狀態系統。

而在量子力學中，有一條原理叫做“疊加原理”，它說的是：如果有兩個狀態是一個體系可以處于的狀態，那么這兩個狀態的任意“線性疊加”也是這個體系可以處于的狀態，這樣的體系稱為“量子比特”。兩個狀態的線性疊加有無窮多個，因此一個量子比特就是一個有無窮多個狀態的體系。

打個比方，傳統的比特相當于“開關”，只有開和關兩個狀態，而量子比特相當于“旋鈕”，是連續可調的，有無窮多個狀態。顯然，旋鈕包含的信息量比開關大得多。用這樣的量子比特組合成量子計算機，它肯定可以做到所有的傳統計算機能做到的事，還有可能做到一些傳統的計算機做不到的事。這些傳統計算機做不到的事，就是量子計算機的價值所在。

量子比特

     然而，在這里需要做一個理論說明。量子計算機能做的事是不是真的比傳統計算機能做的事多？在數學上還沒有確定。這涉及到計算機科學中最大的未解之謎“P對NP問題”，即“能夠快速驗證的問題是不是都能快速求解”。（快速的意思是，計算量隨著問題的規模只是多項式增長，不是指數增長。）

舉個例子，一個填數字游戲（例如“數獨”）的解是很容易驗證的，你把這個解填進去看看對不對就知道了。但找到這個解卻可能是非常困難的，目前沒有快速的解法。

一個典型的數獨游戲

上述數獨游戲的解（紅色的數字）

目前大家認為的量子計算機做到的超過傳統計算機的事，都是在實踐意義上，即傳統計算機沒有發現快速的算法，而量子計算機發現了。但是，對這些問題將來會不會發現快速的傳統計算機算法？誰也不知道。所以，這類成果的數學基礎還不夠牢靠。

在這些前提下，我們可以明白一個要點：量子計算機也是需要算法的，而算法與問題有關。因此，量子計算機并不是對什么問題都比傳統計算機快，而是只對一些特定的問題比傳統計算機快。對特定的問題設計出快速的量子算法，是一件非常需要創造力的事，發明出這些算法的科學家都受到了很高的崇敬。

在傳統的算法中，分解一個n位數的計算量是n的指數函數，增長得極快。因此，當n達到上千的時候，分解因數就成了一件非常困難的事。現在最常用的密碼體系之一叫做RSA，就是建立在因數分解困難性的基礎上的。

RSA密碼體系的三位發明者

但是，1994年，美國數學家肖爾（Peter Shor）提出了因數分解的量子算法，可以把這個問題的計算量減少到n的平方。這意味著什么呢？在原理上，分解300位和5000位的數字，量子算法會把所需時間從15萬年減到不足1秒鐘，從50億年減到2分鐘！

因數分解是量子計算機威力的一個最顯著的例子，這也是《太快了！真的，太快了！》一文中舉的例子。不過，目前這只在理論層面成立。迄今為止在實驗上用量子算法分解的最大的數是一個六位數，291,311 = 523 × 557，是由中國科學技術大學的杜江峰院士和彭新華教授等人在2017年實現的。這離分解上千位的數，還有很遠的距離。

在這些背景下，你就可以理解，《太快了！真的，太快了！》一文中提到50個量子比特的量子計算機等等，都是很好的學術成果，但這些離解決文中提到的金融、汽車、半導體、化工等行業的實際問題還差得很遠。奇點云云，更是純屬腦洞，販賣恐慌。

不過，這是不是說量子計算不值得重視，甚至是個騙局呢？當然不是。

我們重視量子計算，是因為它的潛力，而不是它的現狀。它確實有革命性的潛力，只是還需要艱苦的努力，絕不是一蹴而就的，更不是已經處在商業盈利的邊緣，等著大家一哄而上。

關于量子計算的遠景，我覺得比爾·蓋茨的格言很有啟發性：“我們總是高估未來兩年的變化，而低估未來十年的變化。”

比爾·蓋茨

如果你問我：量子計算屬于一種爆炸式科技進步嗎？會持續不斷加速度爆炸嗎？

回答是：它如果成功了，即造出了超越最強的傳統計算機的量子計算機，效果就是爆炸式的。但在當前的技術條件下，我們不知道它什么時間能成功，甚至不知道能不能成功。這跟社交媒體、網購等產業不一樣，那些是原理早已清晰了，一切技術條件都可以實現，所以一定會爆炸式發展。而量子計算，還遠遠不到收割的時候。

馬云

因此，我建議大家對量子計算采取這樣的態度：積極關注；冷靜分析；以及作為基礎的，認真學習。