量子計(jì)算時(shí)代，羅斯定律將取代摩爾定律。羅斯定律以D-Wave的創(chuàng)始人羅斯名字命名，其內(nèi)容為“量子位數(shù)量每年翻番”。按照羅斯定律，2012 年量子計(jì)算機(jī)將與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的性能相當(dāng)，2013 年相當(dāng)于全球所有傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)能力總和，2014年將有解決任何非量子計(jì)算機(jī)無(wú)法解決的問(wèn)題的能力，如全球氣候、生物進(jìn)化、仿真大腦、宇宙起源等。

5月16日，谷歌宣布成立了一個(gè)量子計(jì)算研究所。次日，谷歌宣布購(gòu)買(mǎi)全球第二臺(tái) D-Wave 量子計(jì)算機(jī)。3月30日，洛克希德·馬丁公司（美國(guó)航空航天制造商，也是國(guó)防工業(yè)承包商）向D-Wave公司購(gòu)買(mǎi)首臺(tái)商用量子計(jì)算機(jī)。我們有理由相信，人類(lèi)文明正跨入量子計(jì)算新時(shí)代。

量子概要

如果將磁場(chǎng)中的原子自旋視為一個(gè)量子，這個(gè)原子在同一時(shí)刻的狀態(tài)是自旋軸向上和自旋軸向下同時(shí)存在的總和，即自旋軸向上的同時(shí)也自旋軸向下（量子疊加）。雖然目前物理學(xué)還無(wú)法解釋其中的原因，但理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)觀測(cè)都是如此。

在量子世界，不管兩個(gè)有共同來(lái)源的粒子距離多么遙遠(yuǎn)，一個(gè)粒子的變化立即就能影響到另外一個(gè)粒子，是為量子相干。譬如兩電子發(fā)生正向碰撞，若其中一電子是向左自轉(zhuǎn)的，那么另外一電子必是向右自轉(zhuǎn)。一旦量子系統(tǒng)與外部環(huán)境發(fā)生相互作用，會(huì)導(dǎo)至量子相干性的衰減，即消相干或退相干（即薛定諤貓）。

任何對(duì)量子狀態(tài)的測(cè)量都會(huì)發(fā)生退相干。這是一個(gè)困擾物理學(xué)界的難題。法國(guó)物理學(xué)家阿羅什和美國(guó)物理學(xué)家維因蘭以其獨(dú)立發(fā)明的方法，在不退相干的情況下實(shí)現(xiàn)了對(duì)量子狀態(tài)的測(cè)量，從而獲得2012年諾貝爾物理獎(jiǎng)。

量子計(jì)算

在磁場(chǎng)下，如果原子自旋軸向上為“0”，自旋軸向下為“1”，那么量子比特（qubit，昆比特）在同一時(shí)刻可代表2個(gè)狀態(tài)：“0”和“1”。 一個(gè)量子比特有兩個(gè)狀態(tài)，N個(gè)量子比特就能存入2N個(gè)二進(jìn)制數(shù)。維因蘭稱(chēng)：“通常，有N個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)可以同時(shí)對(duì)2N個(gè)數(shù)值進(jìn)行操作。300個(gè)量子比特所能存儲(chǔ)的數(shù)值就會(huì)比宇宙中的粒子總數(shù)還要多?！?/p>

假設(shè)磁場(chǎng)中的一串原子，各自有初始的自旋狀態(tài)；一束激光照射過(guò)來(lái)，激光束會(huì)改變一些原子的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。如果能測(cè)量激光束進(jìn)入前后的差異，就能完成量子“計(jì)算”。 阿羅什和維因蘭的成就在于攻克退相干難題，使量子測(cè)量得以實(shí)現(xiàn)。其成就的意義正如瑞典皇家科學(xué)院所說(shuō)，“他們的突破性方法向著建造基于量子物理的新型超快計(jì)算機(jī)邁出了關(guān)鍵一步”。

量子計(jì)算機(jī)

中科院院士、中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任郭光燦指出，量子存儲(chǔ)器的能力是傳統(tǒng)存儲(chǔ)器的2N倍，對(duì)其操作一次，可以同時(shí)將其存儲(chǔ)的2N個(gè)數(shù)據(jù)變換成新的2N個(gè)數(shù)據(jù)，這就是量子計(jì)算機(jī)獨(dú)有的使效率大幅提高的并行運(yùn)算模式。在量子計(jì)算機(jī)面前，電子計(jì)算器就是一把算盤(pán)。

2011年5月，D-Wave推出全球首臺(tái)商用量子計(jì)算機(jī)D-Wave One，配備128-qubit量子處理器，理論運(yùn)算速度超越現(xiàn)有所有的超級(jí)計(jì)算機(jī)。2012年，D-Wave推出512個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī)D-Wave Two。2013年美國(guó)Amherst 學(xué)院的計(jì)算機(jī)科學(xué)家進(jìn)行了一次量子計(jì)算機(jī)與英特爾Intel Xeon E5-269服務(wù)器之間的對(duì)比測(cè)試。結(jié)果表明，D-Wave 比英特爾系統(tǒng)速度快4000倍。

取代電子計(jì)算的量子計(jì)算時(shí)代已經(jīng)開(kāi)啟。順之者昌，逆之者亡。真的，這不是嚇唬誰(shuí)。