在1982年,，諾貝爾獎(jiǎng)（Nobel Prize）得主,、物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼設(shè)想出一種依靠微觀粒子運(yùn)行的超強(qiáng)功能計(jì)算機(jī),。他稱其為“量子”計(jì)算機(jī),，表明其設(shè)想來源于亞原子自然界的量子力學(xué)原理,。

如今,，高科技行業(yè)里的一些最大的公司，比如IBM,、谷歌（Google）,、英特爾（Intel）,、微軟（Microsoft）和中國的阿里巴巴,，都抓住了這個(gè)理念不放。它們和位于加利福尼亞州的Rigetti公司等新創(chuàng)企業(yè)一起,，爭相制造這種最先進(jìn)的計(jì)算機(jī),，因?yàn)檫@種機(jī)器處理數(shù)據(jù)的速度前所未有，從而可能給包括能源,、健康和金融在內(nèi)的各行各業(yè)帶來一場革命,。

摩根大通（JPMorgan Chase）和戴姆勒（Daimler）已經(jīng)開始測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)，希望它最終能夠幫助兩家公司超過競爭對(duì)手,。

各國政府也明白這其中的地緣政治意義,。中國正斥資100億美元建設(shè)一個(gè)國家級(jí)量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，此舉引起了西方的關(guān)注,，擔(dān)心自己會(huì)落后于人,。

就在美國政府的最近一次關(guān)門之前不久，美國國會(huì)的兩黨議員擱置分歧,，一致同意撥出10多億美元的?？睿坝糜谥贫ㄅe國一致的量子發(fā)展戰(zhàn)略”,。沒有任何東西比恐懼更能促進(jìn)合作了,。

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量子計(jì)算機(jī)長什么樣？

1. 大腦

你聽說過CPU（中央處理器）,，現(xiàn)在來見識(shí)一下QPU,，即量子處理器吧。由新創(chuàng)企業(yè)Rigetti公司研發(fā)的這款計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是內(nèi)置鍍金的銅質(zhì)圓盤,，上面內(nèi)嵌的芯片就是這臺(tái)機(jī)器的大腦,，其他東西多半是用來保持芯片冷卻和穩(wěn)定的。

2. 心臟

在外表像金槍魚罐頭的幾臺(tái)熱交換器內(nèi)部,，是所謂的“攪拌艙”,，不同形式的液氦——氦-3和氦-4——在里面互相激蕩，通過分解和汽化產(chǎn)生熱,。

3. 骨架

這些鍍金圓盤把量子計(jì)算機(jī)像結(jié)婚蛋糕一樣分隔成為數(shù)層,。在分隔的冷卻層里，溫度被降到幾近絕對(duì)零度,。在最低一層,，溫度又被驟降到0.01K——即達(dá)到外層空間溫度的幾百分之一。

4. 神經(jīng)系統(tǒng)

用來傳遞光量子的同軸纜線所形成的線圈不僅僅是一種裝飾。它們的作用是釋放機(jī)器內(nèi)部超級(jí)冷卻所產(chǎn)生的壓力,。沒有這些線圈,，纜線就會(huì)斷裂。

5. 外殼

在量子計(jì)算機(jī)可以運(yùn)行后,，要用五層外殼（如圖片頂部所示白色外殼）將其罩住,。這些俄羅斯套娃似的外罩的作用是隔熱，讓機(jī)器內(nèi)部的一切均處于超級(jí)冷卻和真空狀態(tài),。

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“這讓人感覺像是回到了我當(dāng)年的太空競爭時(shí)代,。”英特爾公司量子硬件開發(fā)部的主任吉姆·克拉克如是說,。

研究量子計(jì)算最常見的方法是使用超導(dǎo)電子回路,，它依賴的是半導(dǎo)體行業(yè)的基礎(chǔ)。普通計(jì)算機(jī)把信息轉(zhuǎn)變?yōu)樵诠杵蠈懗龅谋忍?，?即0,，而量子計(jì)算機(jī)使用的是量子比特，又稱為“量子位”（qubit）,。奇特的是,，這些粒子同時(shí)呈現(xiàn)多態(tài)性。若要讓它們處于變化流動(dòng)之中,，必須將其隔離并且加以冷卻,。置于非常、非常低的低溫之中,。

“你們看到的是世界上最昂貴的冰箱,。”IBM公司量子戰(zhàn)略部的負(fù)責(zé)人鮑勃·蘇托爾指著該公司在今年1月推出的一臺(tái)20量子位的量子計(jì)算機(jī)說,。

Rigetti公司是由一位原先在IBM制造量子計(jì)算機(jī)的物理學(xué)家創(chuàng)辦的,，它規(guī)模雖小，卻認(rèn)為自己有能力和大公司一爭高下,。該公司向研究人員出售量子計(jì)算云服務(wù),，這些研究者都在爭先恐后地想在量子計(jì)算機(jī)完勝傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的時(shí)候，成為第一個(gè)占領(lǐng)“量子高地”的人,?？茖W(xué)家們希望在今后幾年內(nèi)看到量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性有所體現(xiàn)，盡管他們預(yù)期,，該項(xiàng)技術(shù)若能承擔(dān)任何實(shí)質(zhì)性任務(wù),，則還要再等上10年。

“人們總在問我們,，能不能造出可用的量子計(jì)算機(jī),，而且可以批量生產(chǎn),。”Rigetti公司的副總裁貝齊·馬謝洛說,?！叭缃裨谑袌錾希覀償蒯斀罔F地回答說,，能,。我們?cè)斓贸鰜恚鼈児苡?，而且我們可以達(dá)到批量生產(chǎn)的水平,。”

事實(shí)擺在面前了,；競爭正在展開。（財(cái)富中文網(wǎng)）

譯者：王恩冕