量子计算研究进展：中美两国有4~5年的技术差距

解决方法是换材料，比如原来用土，现在换用塑料。换用塑料会让阻隔越来越结实，但是到了微观体系，原子级别，无论用什么材料，都无法阻止电子隧穿效应，现在的科学家要么极力避免量子效应，要么干脆利用量子力学。

国内外量子计算机最新进展

量子计算机有两个最大的优势，第一个是可以为海量数据的并行计算（性能）带来指数级别的提升，这种强大的功能，可以运用在包括金融、数据的搜索处理等领域。第二个优势是量子计算编译在电子原子上，在模拟方面会表现的非常自然，例如新材料的发现，生物医药的药物合成。

量子计算发展其实也就是最近两三年的时间，欧洲、亚洲、北美、澳洲的一些发达国家，几乎都会涉及到量子计算的方向，很多国家已经上升到了国家层面，比如像美国已经把量子计算提升到阿波罗登月计划的高度。

从企业的角度来看，比较大的IT公司，例如谷歌、IBM、微软、英特尔、以及国内的腾讯、阿里巴巴、百度、华为，几乎都会涉及到量子计算，并且全球已经有上百家的量子计算创业公司，发展非常快速，也已经有非常好的成果展现。

量子计算机可以和经典的电子计算机类比，量子芯片对应中央处理器，量子测控体系对应计算机的主板。

还会有很多的量子软件，包括操作系统，包括底层的汇编语言、操作指令，包括未来基于这些汇编语言开发的量子应用软件算法。

2019年是量子计算发展的高光时刻，谷歌的量子霸权可以类比当年人工智能的阿尔法狗下围棋。正是由于AI下围棋打败了人类，才把人工智能推到了一定的发展高度。

专家们认为谷歌的量子霸权，完全有可能点燃量子计算热潮。2019年年初，IBM推出了20个比特的量子计算原型机，并且已经开始售卖。2019年年底，谷歌的量子霸权，仅仅只用了53位的专用量子芯片就解决了一个数学问题。

专利方面也有很多进展，加拿大的D-Wave获批了300多项，IBM也有235项，微软有212项，本源量子作为中国唯一上榜企业有36项。

从量子计算角度看，中国和美国至少还有4~5年的差距。但现状比经典计算机好了很多，至少不会被人“卡脖子”。

（量子计算机）商用预测大概会分三个阶段，当前第一阶段已经走完。在量子计算的原型机的开发这一水平上，谷歌提出的量子霸权是标志性事件。

第二阶段是接下来的十年，重点是寻找专用级的芯片，用它来解决特定行业的问题。

第三阶段，是再往后十几年的时间，目的是真正把通用量子计算机实现出来。波士顿咨询曾经预测，到2030年，保守估计市场需求有21亿美金，乐观估计可以有600亿美金，到2050年的时候可以达到2600~3000亿美金。

量子计算产业化应用

借鉴经典计算机发展经验，量子计算机的历史趋势会加速实现，在过去的一段时间里，已经有非常多的人投身产业和商业的应用，包括一些量子计算的产业联盟，例如IBM Q Network、本源量子计算产业联盟OQIA。

产业联盟的意义是（量子计算机）需要和行业发生碰撞，从而找到具体行业存在的问题，或者困难，然后用量子计算机来帮助解决。

有了产业联盟，量子计算在近一两年的时间里发展非常快，有了许多实际探索的案例。例如量子计算和人工智能，它能够大幅地提升机器学习的效率，能够设计很多的算法解决实际问题。

在智慧交通方向，理论上已经可以做路线最优化的算法研究。具体案例包括谷歌和德国的大众。2019年，这些公司已经在用量子计算根据算法和交通数据控制了九辆车。

9辆车可能经典计算机也能解决，但是，这标志着一个验证，意味着量子计算可以用很简单的模型就能做到控制车。随着芯片的比特数量越来越多，它能控制的车的数量会非常容易达到指数级别增长。

量子计算加金融，也能够用来解决金融领域的困难和问题，摩根大通和IBM共同研究了派生定价，二次加速量子算法。很多的银行对这些算法也非常感兴趣，都在和量子计算公司来进行实际的合作。

量子计算和生物医药这个方向的结合也非常吸引人。在过去的一段时间里面，很多公司或者是机构已经与医院合作，已经产生了很多的算法，包括怎么模拟分子、原子。

但是目前受限于芯片的发展，只能模拟氢分子的状况，但随着芯片比特数的发展，未来一定会模拟到更多的分子原子。还有复杂药物的合成，量子计算的自然性非常适合用来模拟，可以缩短研发时间，能够带来很大的价值。

（编辑：南平站长网）

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