6.量子自動(dòng)駕駛

多年前科研工作者就在試驗(yàn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛，但是直到現(xiàn)在，完全自動(dòng)駕駛汽車也未普及，主要原因之一是人們對(duì)其安全性的顧慮。

駕駛的安全性本質(zhì)上是技術(shù)的安全性。如果我們對(duì)每個(gè)街道轉(zhuǎn)角、每寸道路狀況、每時(shí)每刻周遭的人流和車流都能精確測(cè)量和計(jì)算，我們就能做到技術(shù)上的安全。一個(gè)安全和舒適的駕駛場(chǎng)景包含的要素有天氣、路面環(huán)境、人流和物流等，而對(duì)這些要素同時(shí)進(jìn)行測(cè)量和運(yùn)算是需要消耗大量算力資源的。如果在汽車上配備一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，這些問題便可能迎刃而解。未來，使用量子自動(dòng)駕駛技術(shù)在小區(qū)停車時(shí)，你可以精確控制汽車之間的間隔，比如，停在間距3.14 厘米處，這貌似是“強(qiáng)迫癥”的福音。當(dāng)然，量子自動(dòng)駕駛最大的好處是有可能達(dá)到“零交通事故”。考慮到全球每年數(shù)以百萬計(jì)的人死于交通事故，量子自動(dòng)駕駛或許是迫使人們加速研發(fā)量子計(jì)算機(jī)的強(qiáng)勁驅(qū)動(dòng)力。

7.量子輔助設(shè)計(jì)

當(dāng)下，即使對(duì)于一個(gè)訓(xùn)練有素的設(shè)計(jì)師而言，要完成一個(gè)設(shè)計(jì)作品，依然需要進(jìn)行一系列的設(shè)計(jì)流程，如手繪底稿、渲染和無止盡的反復(fù)修改。未來的量子計(jì)算輔助設(shè)計(jì)將重新定義設(shè)計(jì)師，重新定義設(shè)計(jì)這個(gè)行業(yè)。

量子計(jì)算輔助設(shè)計(jì)需要通過某種電極連接人腦和量子計(jì)算機(jī)，將人腦所想畫面呈現(xiàn)于屏幕上，然后通過一些簡(jiǎn)單的選擇，即可完成具備專業(yè)水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，即“所想即所見，所見即所得”。不管你是否掌握設(shè)計(jì)作圖軟件，每個(gè)人都有可能成為頂級(jí)設(shè)計(jì)師。

8.量子機(jī)器人

機(jī)器人在未來的半個(gè)世紀(jì)或100年可能會(huì)徹底重塑人類社會(huì)，這是被很多人工智能專家和未來學(xué)家所推崇的觀點(diǎn)。機(jī)器人可以幫助人們完成很多人類不愿從事或根本無法完成的工作，如清理核廢料，作為先遣隊(duì)在火星上搭建人類居所，潛入深海采集巖石標(biāo)本，等等。目前人們已經(jīng)使用的機(jī)器人，從本質(zhì)上來講是機(jī)器，離“人”的概念還有很大差距。如，目前雖然有一些機(jī)器人管家、機(jī)器人保姆或機(jī)器人伴侶在服務(wù)人類，但它們從本質(zhì)上來講只是完成了一個(gè)人（既是生物人也是社會(huì)人）所能完成的部分工作。如果說未來的人工智能能夠在某些方面使機(jī)器變得像人類，那么量子計(jì)算機(jī)則能使這個(gè)機(jī)器人變得“活靈活現(xiàn)”和“古靈精怪”，甚至?xí)兂梢粋€(gè)有趣的人、一個(gè)脫離低級(jí)趣味的人、一個(gè)純粹的人。至此，人與機(jī)器人的界線將變得模糊。

9. 量子財(cái)務(wù)管理

人生總少不了坎坷，幾乎每個(gè)人都遇到過財(cái)務(wù)問題，有人甚至?xí)庥鰝€(gè)人或家庭的財(cái)務(wù)危機(jī)，有時(shí)可能并不是掙得少或花得多，而是運(yùn)氣不好或沒能抵制住商家的誘惑而過度消費(fèi)?；叵脒^去的一年，你到底花了多少錢買了多少幾乎從來沒有用過的東西？

量入為出是一種優(yōu)良的財(cái)務(wù)管理策略，它一方面提示我們要盡量增加收入、合理投資，另一方面提示我們盡可能減少開支、避免浪費(fèi)。那么，該如何快速增加收入呢？你可能會(huì)想到買彩票、買股票和基金，也許你還會(huì)想：要是有了量子計(jì)算機(jī)，就可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)股票走勢(shì)，算出彩票中獎(jiǎng)號(hào)碼，押對(duì)有潛力的基金，迅速實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)自由;通過手機(jī)內(nèi)嵌的量子財(cái)務(wù)軟件可以回絕商家的推薦，避免過度消費(fèi)。但這只是一廂情愿的假想，因?yàn)檫@是使用量子世界的算力資源攫取當(dāng)今物理世界的財(cái)富，這種“以高技術(shù)打低技術(shù)”的做法可能只存在于科幻世界里，在未來的量子世界里必然會(huì)進(jìn)化出“量子基金”“量子彩票”“量子股票”和“量子推薦”，最終變成一個(gè)協(xié)同演變的絕佳案例，本質(zhì)上類似“軍備競(jìng)賽”，個(gè)人依然不可能從其所處時(shí)代的技術(shù)環(huán)境中輕易獲得大量財(cái)富。

果尺度從個(gè)人擴(kuò)大到整個(gè)人類社會(huì)，量子計(jì)算機(jī)是否能夠幫助人類避免金融危機(jī)呢？人類社會(huì)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是個(gè)極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，金融體系是牽一發(fā)而動(dòng)全身，系統(tǒng)的各個(gè)因素相互關(guān)聯(lián)、制約和影響，擾動(dòng)其中一個(gè)因素，就可能會(huì)產(chǎn)生無法預(yù)計(jì)的后果。例如2008年發(fā)生的金融危機(jī)，僅僅由于一家金融公司的破產(chǎn)，就產(chǎn)生了連鎖反應(yīng)，引發(fā)了一場(chǎng)席卷全球的金融風(fēng)暴。因此，處理任何復(fù)雜系統(tǒng)，如人類的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，需要關(guān)注巨量信息。

預(yù)測(cè)一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的走向，需要同時(shí)運(yùn)算海量的各類變量和參數(shù)。例如，一家不起眼的小公司的人事調(diào)整，可能影響整個(gè)金融系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這樣的小變化在傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)模型中可能是被省略的變量，但它會(huì)被保留在量子計(jì)算機(jī)模型中，進(jìn)而測(cè)算出金融風(fēng)暴發(fā)生的概率，做到未雨綢繆。雖然量子計(jì)算機(jī)不知道一家金融公司的人事調(diào)整對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有多少影響，但這些信息始終被保留在量子計(jì)算機(jī)的模型中而不被浪費(fèi)掉。既然預(yù)測(cè)金融風(fēng)暴時(shí)不會(huì)浪費(fèi)信息，那么即使我們掌握的初始信息較少，它也可能比較準(zhǔn)確地測(cè)算出危機(jī)出現(xiàn)的概率，這點(diǎn)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)模型有很大的不同，傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)模型初始信息不多，又會(huì)浪費(fèi)很多信息，最終導(dǎo)致預(yù)測(cè)的結(jié)果與實(shí)際偏差極大。

10.重構(gòu)演化歷程

一個(gè)簡(jiǎn)化版的人類終極三連問是“我是誰(shuí)，我從哪里來，我要到哪里去”。人之所以能夠成為地球上最特別的一個(gè)物種，與我們不斷地追根究底有很大關(guān)系。從某種意義上講，對(duì)所有自然和非自然現(xiàn)象的好奇與探索塑造了我們?nèi)祟愖陨?。追根究底不是歷史學(xué)家、考古學(xué)家、人類學(xué)家、演化生物學(xué)家的責(zé)任，它是我們每個(gè)人的天性?？脊艑W(xué)家?guī)椭覀冋J(rèn)祖歸宗，獲得文化上的認(rèn)同感;人類學(xué)家通過對(duì)遠(yuǎn)古原始人遺跡的探尋不斷推進(jìn)智人的起源時(shí)間;演化生物學(xué)家甚至能根據(jù)一片貝殼包含的科學(xué)信息，解構(gòu)地球億萬年前的情景。比如，南京大學(xué)的古生物學(xué)家沈樹忠及其團(tuán)隊(duì)收集了大量的地層剖面和化石記錄，從中遴選出3112個(gè)地層剖面的26萬個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，重建了古生代（距今約5.4億—2.4億年前）海洋生物多樣性曲線，并利用“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)的“強(qiáng)大”算力，獲得了全新的寒武紀(jì)—三疊紀(jì)海洋生物的多樣性變化曲線，其統(tǒng)計(jì)時(shí)間分辨率約為2.6萬年。你沒有看錯(cuò)，時(shí)間分辨率是2.6萬年，不是2.6年，更不是2.6天。可見，我們對(duì)遠(yuǎn)古時(shí)期地球生物多樣性的認(rèn)識(shí)是相當(dāng)粗糙的，主要原因之一是算力不夠。如果使用量子計(jì)算機(jī)，我們或能建立時(shí)間分辨率為年，甚至天級(jí)別的地球歷史。

重現(xiàn)地球生物物種數(shù)量的精細(xì)變化是古生物學(xué)家孜孜以求的目標(biāo)，但這個(gè)目標(biāo)就目前來看如此“宏偉”以至于短期都不大可能實(shí)現(xiàn)，更遑論結(jié)合氣候變量（如溫度、太陽(yáng)輻射和降水）重現(xiàn)生物演化的浩瀚歷程了。人類對(duì)顯生宙（從距今5.44億年前的寒武紀(jì)開始）大氣二氧化碳和氧氣濃度變化的認(rèn)識(shí)還是相當(dāng)粗糙的，大多數(shù)科學(xué)家使用的還是1000萬年分辨率的數(shù)據(jù)，即假定某個(gè)1000萬年的大氣氣體成分不變，這顯然是不合理的。使用量子計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大算力（遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過“天河二號(hào)”），未來的科學(xué)家或能精細(xì)刻畫“年”“月”“天”，甚至“小時(shí)”級(jí)別的遠(yuǎn)古氣候參數(shù)，結(jié)合生物學(xué)數(shù)據(jù)，屆時(shí)我們才能重構(gòu)或還原一個(gè)真實(shí)的地球生命演化歷程。誠(chéng)如丘吉爾所言，“你能看到多遠(yuǎn)的過去，就能看到多遠(yuǎn)的未來”，了解過去的生命演化歷程或能提供人類未來命運(yùn)的洞見，其意義非凡！

量子計(jì)算機(jī)到底能給我們帶來什么？它到底如何塑造我們的生活？我們可以基于當(dāng)下的認(rèn)知進(jìn)行大膽預(yù)測(cè)，但從量子計(jì)算發(fā)展的歷史得到的經(jīng)驗(yàn)是：我們永遠(yuǎn)都不確定量子科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)會(huì)將人類帶向何方。