類比電腦的興起，任何人都能使用量子計算機的時代正在到來

進入量子

經典計算，即現在為計算機提供動力的計算類型，與人類的計算方式類似。它將所有計算都分解為二進制的數字0和1。現在，我們的計算機使用比特（二進制位數），因為它們易于控制，使其處于開啟或關閉位置。

量子計算則基于宇宙的計算方式，它包含了所有經典計算，但也包含了一些來自量子物理學的新概念。

量子計算不是經典計算的比特，而是具有量子比特。然而，量子計算的結果與經典計算的結果完全相同：多比特。

不同之處在于，在計算過程中，計算機可以通過比特以更多方式操縱量子比特。它可以將量子比特置于狀態的疊加中并使它們糾纏在一起。

量子疊加和量子糾纏都是大多數人不熟悉的量子力學概念。疊加大致意味著量子位可以是0和1的混合。糾纏表示量子位之間的相關性。當測量一對糾纏量子位中的一個時，它會立即顯示你測量其伙伴時將獲得的值。這就是愛因斯坦所說的“遠距離的幽靈行動”。

完整描述量子力學所需的數學知識令人生畏，而這些是設計和構建量子計算機所必需的。但是，理解量子計算和開始設計量子電路所需的數學知識要少得多，高中代數是唯一的要求。

人人使用量子計算

量子計算機才剛剛開始建造，它們是大型機器，有些不可靠，也還不特別強大。

他們將用于做什么？量子計算在密碼學中具有重要的應用。1994年，麻省理工學院的數學家Peter Shor表示，如果能夠建造量子計算機，他們就能夠破解當前互聯網加密方法。這促使構建了可以應對量子攻擊的數據加密新方法，開啟了后量子加密時代。

看起來量子計算可能會對化學產生巨大影響。經典計算機難以模擬某些反應，化學家們希望量子計算機能夠有效地模擬這些量子現象。

我認為推測未來50年大多數人將使用量子計算機做什么意義不大。當量子計算成為任何人都可以在自己家中使用的東西時，可能會更有意義。

答案是這已經成為可能了。2016年，IBM在云中添加了一臺小型量子計算機。任何有互聯網連接的人都可以在這臺計算機上設計和運行自己的量子電路。量子電路是執行量子計算的一系列基本步驟。

IBM的量子計算機不僅可以免費使用，而且這種量子計算機具有簡單的圖形界面。它是一臺小型，不是非常強大的機器，就像第一臺家用電腦一樣，但愛好者可以開始嘗試。這種轉變已經開始。

人類正在進入一個直接學習和實驗量子計算的時代。與第一臺家用電腦一樣，可能還不清楚量子計算機是否存在需要解決的問題，但隨著人們的使用，我認為人們會發現他們需要更多高性能和更多功能。這將為我們尚未想象的新應用開辟道路。

本文作者Chris Bernhardt是《量子計算為每個人》的作者，也是費爾菲爾德大學數學教授。

雷鋒網編譯，via singularityhub

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