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量子計算

關於量子計算的有趣事實

馬戈利斯:量子計算可能不精確。你的iPhone 27可能不是一部量子電腦,但它的電池可能是用量子電腦設計的。

我近來試圖自學量子計算。我讀了很多有關它的潛在威力的資料:速度比現在快數百萬倍的電腦;以前需要花費數年的工作在幾分鐘內就能完成,諸如此類。

但我的知識差不多也就僅限於此:量子計算運用量子力學。如果在某個飯局上被問到,我可能無法解釋這究竟是指什麼。

因此為了加深理解,我訪問了荷蘭代爾夫特理工大學(Technical University of Delft)量子技術系的兩位量子計算專家:英特爾(Intel)量子硬件主管吉姆•克拉克(Jim Clarke)以及領先量子納米學家利芬•范德斯潘(Lieven Vandersypen)。英特爾在代爾夫特有一個設施。

我還到倫敦大學學院(University College London)的納米技術中心(Centre for Nanotechnology)拜訪了納米電子和納米光子權威約翰•莫頓(John Morton)。

結果:我對量子計算如何運轉有了更清晰一點的認識,發現了一些在飯局上有用的引人入勝的知識。以下是我學到的一些東西:

* 量子計算可能不精確。在某種方式上,它效仿的是自然,與人類大腦一樣,它可能不合乎邏輯,出錯。但這可能也是一個強項:粗野的邏輯並不總是正確。

* 量子計算對於分析我們現在生成的大數據可能不那麼有用。「經典」計算(利用艾倫•圖靈(Alan Turing)及其後輩發明的機器)仍擅長大數據分析。但量子電腦可能難以處理來自傳統電腦的大數據。幾乎就好像它們屬於不同的物種。

* 量子晶片一般只在比絕對零度高出百分之一度的溫度下工作,遠遠低於外太空的溫度。總部位於赫爾辛基的初創企業BlueFors生產打造量子電腦所需的「稀釋冷凍機」。它每周銷售3台,每台價格介於20萬至50萬歐元之間,這表明全球在量子計算領域的競賽是多麼激烈。

* 目前有幾個相互競爭的量子比特在開發中。英特爾的手掌大小的晶片有49個「超導」量子比特,但范德斯潘教授還有一個「旋轉量子比特」硅晶片,它足夠小,可以把數億這樣的量子比特放置在一平方厘米的晶片上。據范德斯潘教授稱,旋轉量子比特有著單獨的個性,這也許讓量子怪現象怪得過分。

* 據報導,微軟(Microsoft)正在開發的量子比特基於一種有人認為不存在的難以捕捉的粒子,這也相當怪異。

* 代爾夫特理工大學計劃在2020年展示量子互聯網的運轉——在荷蘭利用光纖中的光子發送無法解密的加密訊息——它將利用量子糾纏,即阿爾伯特•愛因斯坦(Albert Einstein)所稱的「幽靈般的遠距效應」。

* 首批量子應用之一將是材料建模,這不像聽上去那麼枯燥。你的iPhone 27可能不是一部量子電腦,但它的電池可能是用量子電腦設計的。

* 一些人辯稱,量子計算將通過解密一切的能力破壞區塊鏈。但莫頓教授表示,這將需要擁有數億個量子比特的量子電腦。再說足以抵抗量子的加密技術也是當今的一大研究重點……

我可以繼續羅列下去。

我還學到,量子計算並非沒有問題。我們至少在10年內不會看到它的應用。現在閱讀這篇文章的人幾乎無一會在有生之年看到家中配置量子電腦,或在口袋裡攜帶一部。甚至在量子計算領域工作的人也承認,可能不會有這麼一天。還有其他先進理念正在開發中,它們可能會讓量子成為計算領域的Betamax(一種錄像帶格式,在市場競爭中不敵VHS——譯者注)。

更令人擔心的是,了解量子計算的人很少,這可能會讓那些懂的人獲得巨大權力。多數人甚至從未聽說過它。加拿大總理賈斯丁•特魯多(Justin Trudeau)曾在安大略的一次科學活動上給出了可信的即興解釋,這讓他在政治人士中顯得獨樹一幟。

科學正變得更為複雜,真正了解未來事物越來越限於精英。「極客」可能真的會繼承地球。

譯者/梁艷裳

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