6.量子自動駕駛

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

駕駛的安全性本質(zhì)上是技術(shù)的安全性。如果我們對每個街道轉(zhuǎn)角、每寸道路狀況、每時每刻周遭的人流和車流都能精確測量和計算，我們就能做到技術(shù)上的安全。一個安全和舒適的駕駛場景包含的要素有天氣、路面環(huán)境、人流和物流等，而對這些要素同時進行測量和運算是需要消耗大量算力資源的。如果在汽車上配備一臺量子計算機，這些問題便可能迎刃而解。未來，使用量子自動駕駛技術(shù)在小區(qū)停車時，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“強迫癥”的福音。當(dāng)然，量子自動駕駛最大的好處是有可能達到“零交通事故”?？紤]到全球每年數(shù)以百萬計的人死于交通事故，量子自動駕駛或許是迫使人們加速研發(fā)量子計算機的強勁驅(qū)動力。

7.量子輔助設(shè)計

當(dāng)下，即使對于一個訓(xùn)練有素的設(shè)計師而言，要完成一個設(shè)計作品，依然需要進行一系列的設(shè)計流程，如手繪底稿、渲染和無止盡的反復(fù)修改。未來的量子計算輔助設(shè)計將重新定義設(shè)計師，重新定義設(shè)計這個行業(yè)。

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

8.量子機器人

機器人在未來的半個世紀(jì)或100年可能會徹底重塑人類社會，這是被很多人工智能專家和未來學(xué)家所推崇的觀點。機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)使用的機器人，從本質(zhì)上來講是機器，離“人”的概念還有很大差距。如，目前雖然有一些機器人管家、機器人保姆或機器人伴侶在服務(wù)人類，但它們從本質(zhì)上來講只是完成了一個人（既是生物人也是社會人）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器變得像人類，那么量子計算機則能使這個機器人變得“活靈活現(xiàn)”和“古靈精怪”，甚至?xí)兂梢粋€有趣的人、一個脫離低級趣味的人、一個純粹的人。至此，人與機器人的界線將變得模糊。

9. 量子財務(wù)管理

人生總少不了坎坷，幾乎每個人都遇到過財務(wù)問題，有人甚至?xí)庥鰝€人或家庭的財務(wù)危機，有時可能并不是掙得少或花得多，而是運氣不好或沒能抵制住商家的誘惑而過度消費?；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。那么，該如何快速增加收入呢？你可能會想到買彩票、買股票和基金，也許你還會想：要是有了量子計算機，就可以準(zhǔn)確地預(yù)測股票走勢，算出彩票中獎號碼，押對有潛力的基金，迅速實現(xiàn)財務(wù)自由;通過手機內(nèi)嵌的量子財務(wù)軟件可以回絕商家的推薦，避免過度消費。但這只是一廂情愿的假想，因為這是使用量子世界的算力資源攫取當(dāng)今物理世界的財富，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進化出“量子基金”“量子彩票”“量子股票”和“量子推薦”，最終變成一個協(xié)同演變的絕佳案例，本質(zhì)上類似“軍備競賽”，個人依然不可能從其所處時代的技術(shù)環(huán)境中輕易獲得大量財富。

果尺度從個人擴大到整個人類社會，量子計算機是否能夠幫助人類避免金融危機呢？人類社會的經(jīng)濟系統(tǒng)是個極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，金融體系是牽一發(fā)而動全身，系統(tǒng)的各個因素相互關(guān)聯(lián)、制約和影響，擾動其中一個因素，就可能會產(chǎn)生無法預(yù)計的后果。例如2008年發(fā)生的金融危機，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)濟系統(tǒng)，需要關(guān)注巨量信息。

預(yù)測一個復(fù)雜系統(tǒng)的走向，需要同時運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，可能影響整個金融系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這樣的小變化在傳統(tǒng)經(jīng)濟學(xué)模型中可能是被省略的變量，但它會被保留在量子計算機模型中，進而測算出金融風(fēng)暴發(fā)生的概率，做到未雨綢繆。雖然量子計算機不知道一家金融公司的人事調(diào)整對整個經(jīng)濟系統(tǒng)有多少影響，但這些信息始終被保留在量子計算機的模型中而不被浪費掉。既然預(yù)測金融風(fēng)暴時不會浪費信息，那么即使我們掌握的初始信息較少，它也可能比較準(zhǔn)確地測算出危機出現(xiàn)的概率，這點與傳統(tǒng)經(jīng)濟學(xué)模型有很大的不同，傳統(tǒng)經(jīng)濟學(xué)模型初始信息不多，又會浪費很多信息，最終導(dǎo)致預(yù)測的結(jié)果與實際偏差極大。

10.重構(gòu)演化歷程

一個簡化版的人類終極三連問是“我是誰，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)家通過對遠(yuǎn)古原始人遺跡的探尋不斷推進智人的起源時間;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)家沈樹忠及其團隊收集了大量的地層剖面和化石記錄，從中遴選出3112個地層剖面的26萬個數(shù)據(jù)點，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”超級計算機的“強大”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)計時間分辨率約為2.6萬年。你沒有看錯，時間分辨率是2.6萬年，不是2.6年，更不是2.6天?？梢?，我們對遠(yuǎn)古時期地球生物多樣性的認(rèn)識是相當(dāng)粗糙的，主要原因之一是算力不夠。如果使用量子計算機，我們或能建立時間分辨率為年，甚至天級別的地球歷史。

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)，但這個目標(biāo)就目前來看如此“宏偉”以至于短期都不大可能實現(xiàn)，更遑論結(jié)合氣候變量（如溫度、太陽輻射和降水）重現(xiàn)生物演化的浩瀚歷程了。人類對顯生宙（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。使用量子計算機的強大算力（遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過“天河二號”），未來的科學(xué)家或能精細(xì)刻畫“年”“月”“天”，甚至“小時”級別的遠(yuǎn)古氣候參數(shù)，結(jié)合生物學(xué)數(shù)據(jù)，屆時我們才能重構(gòu)或還原一個真實的地球生命演化歷程。誠如丘吉爾所言，“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的洞見，其意義非凡！

量子計算機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)知進行大膽預(yù)測，但從量子計算發(fā)展的歷史得到的經(jīng)驗是：我們永遠(yuǎn)都不確定量子科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)會將人類帶向何方。