量子计算机可能带来哪些变化？加密信息或全被破解

　　在新材料和人工智能领域也将起到很大作用

　　华商报：量子计算机还可能在哪些领域有着美好前景?

　　第三，在模拟运算方面。比如对一种新材料物性的研究，我们知道它有这样的性能，但不知道为什么有这样的性能，要进一步研究就需要深入到分子、原子层面。但如果从这样的层面去研究，分子、原子数量非常大，它们都属于量子，计算量有指数级别增加的可能性。要是用经典计算机去进行模拟，数据量会非常大。如果用量子计算机，就可以用另一套可控的量子系统来模拟未知的这个系统，不管其中间什么计算过程，就能把它模拟出来。这一点在新材料设计和制造方面就会起到很大的作用。

　　第四，在人工智能领域也会有很大的作用。比如阿尔法狗下围棋，每走一步，下一步的可能性就有很多种，要是把所有的可能性都列出来的话，需要非常大的计算量。经典计算机很难在很短的时间里穷举所有的可能性，尽管所有的围棋数目并不是很多。这是因为越往后做，计算量就会呈指数级增加。但量子计算在解决这样的问题上，就可以起到很大的作用。目前，量子机器学习也是一个非常吸引人的研究方向。

　　另外，量子计算机对于在解方程组也会起到加速的作用。在地震预测、天气预报等方面，量子计算机将来也有可能实现应用。

　　可操控量子比特数达49个 计算能力将超过目前最强计算机

　　华商报：新闻中把我国首台量子计算机和世界上第一台电子管计算机、第一台晶体管计算机去比较，为什么要这样比?

　　张沛：量子计算机刚研制出来，肯定慢嘛。现在的计算机CPU有64位、128位的，也就是说它可以同时处理的比特数就是64个或128个，位数越多，计算速度就越快。而新研制的量子计算机的量子比特数现在只有10个，和现在的计算机相差还是很远的。但对于特有问题，如果量子计算机可操控的量子比特数达到了49个，就可以超过目前计算能力最强的经典计算机——中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”。目前离49个可操控量子比特数还有一段距离，这个过程很难。目前还没有什么问题都能解决的、普适的量子计算机，都是针对某些问题能够找到合适的算法，可以实现计算加速，也就是说都是有特定功能的量子计算机。

　　世界上首台量子计算机早已做出来了

　　华商报：可操控的量子比特数，我国是否一直在最前面?

　　张沛：不是的，2015年谷歌的John M. Martini领导的团队在超导线路中实现了9个量子比特的操控，他们宣称将在今年年底实现49个量子比特。我国科学家这次实现了10个光量子比特的操控和10个超导量子比特的操控，所以超过了已报道的9个量子比特的最高水平。而10个光量子比特的操控(即利用光学体系实现量子计算)，则远远领先于国外的现有水平。在光量子计算方面，我国科学家一直保持着世界的领先地位。

　　事实上，世界上首台量子计算机早已做出来了，我国研制的是世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机。经典计算机实现比特操控的方式已固定下来了，都是用晶体管去实现。但现在的量子计算机则有着不同的体系，有用光学去实现量子比特操控的，有用超导线路去实现的，还有用半导体、量子点去实现的。不过，最后应该也会找到一个最优的体系的固定下来。相比较来说，光学量子比特操控的优点是对条件的要求不那么苛刻，但操控性不如低温超导方式。

　　华商记者 马虎振