大家還記不記得，在電影里，不時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)動(dòng)不動(dòng)眨著紅色“眼睛”、總在盤算著什么、外形像監(jiān)控?cái)z像頭一樣的機(jī)器，它有一句經(jīng)典口頭禪是“延續(xù)人類文明的最優(yōu)選擇是毀滅人類”，它就是擁有超強(qiáng)算力和自我意識(shí)的量子計(jì)算機(jī)。

電影里，它能計(jì)算出地球即將遭遇多次危機(jī)，在很短時(shí)間內(nèi)幫助人類完成多臺(tái)行星發(fā)動(dòng)機(jī)的建設(shè)?？吹竭@里，同學(xué)們是不是有這樣的疑問(wèn)——量子計(jì)算機(jī)為什么這么厲害？和我們平時(shí)使用的計(jì)算機(jī)有什么區(qū)別？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，量子計(jì)算機(jī)是一種使用量子力學(xué)的計(jì)算機(jī)，與普通計(jì)算機(jī)相比，它能更高效地執(zhí)行某些特定的計(jì)算。如果常規(guī)計(jì)算機(jī)是自行車，那么量子計(jì)算機(jī)就是一架飛機(jī)，它們都是人們出行的交通工具，但是自行車的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如飛機(jī)。如果要去一個(gè)很遠(yuǎn)的地方，坐飛機(jī)的話可能最多幾個(gè)小時(shí)就到了，但騎自行車的話最少也得幾十天。

所以，量子計(jì)算機(jī)是一種計(jì)算機(jī)，但它并不是我們平時(shí)生活中所使用的計(jì)算機(jī)，兩者的計(jì)算形式不一樣，量子計(jì)算機(jī)是一種十分聰明、腦瓜轉(zhuǎn)得十分快、能夠進(jìn)行“超快”計(jì)算的計(jì)算機(jī)。

為什么量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度可以“秒殺”常規(guī)計(jì)算機(jī)呢？這是因?yàn)槌Ｒ?guī)計(jì)算機(jī)使用一系列的0 和1 來(lái)存儲(chǔ)信息，0和1系列中的每個(gè)單位被稱為“比特”，1比特可以設(shè)置為0 或1；量子計(jì)算機(jī)使用量子比特來(lái)存儲(chǔ)信息，每個(gè)量子比特不僅能設(shè)置為1 或0，還可以設(shè)置為1 和0?？梢院?jiǎn)單理解為：量子計(jì)算機(jī)每個(gè)單位儲(chǔ)存的信息更多。

普通計(jì)算機(jī)VS量子計(jì)算機(jī)

常規(guī)計(jì)算機(jī)的工作模式：當(dāng)老師在課堂上點(diǎn)名找某個(gè)同學(xué)的時(shí)候，老師只能對(duì)全班同學(xué)一個(gè)一個(gè)地問(wèn)“你是不是某某同學(xué)??？”這個(gè)不是的話再問(wèn)下一個(gè)，通過(guò)逐個(gè)詢問(wèn)找到那個(gè)同學(xué)。

量子計(jì)算機(jī)的工作模式：當(dāng)老師在課堂上點(diǎn)名找某個(gè)同學(xué)的時(shí)候，老師叫一聲學(xué)生的名字，所有學(xué)生立即收到信息，對(duì)應(yīng)學(xué)生立即回應(yīng)，老師很快就能找到那個(gè)同學(xué)。

現(xiàn)實(shí)中的量子計(jì)算機(jī)發(fā)展得怎么樣呢？目前，學(xué)術(shù)界將量子計(jì)算發(fā)展分為3 個(gè)階段，分別是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性、實(shí)現(xiàn)專用的量子模擬機(jī)和構(gòu)建可編程通用量子計(jì)算機(jī)。

2020年12月4日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布該校潘建偉院士團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建76 個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，這一突破使我國(guó)成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”的國(guó)家。隨后不到一年，“九章”的升級(jí)版“九章二號(hào)”成功構(gòu)建， 其處理特定問(wèn)題比那時(shí)全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快億億億倍。2021 年10 月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)又發(fā)布了超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“祖沖之二號(hào)”?！熬耪露?hào)”和“祖沖之二號(hào)”就像一對(duì)耀眼奪目的“雙子星”，不僅標(biāo)志著我國(guó)成為世界上唯一一個(gè)在超導(dǎo)和光量子兩個(gè)“賽道”上達(dá)到“量子優(yōu)越性”里程碑的國(guó)家，也照亮了量子應(yīng)用更廣闊的未來(lái)。

2022年，繼加拿大和美國(guó)之后，我國(guó)成為世界上第三個(gè)具備量子計(jì)算機(jī)整機(jī)交付能力的國(guó)家。2023 年2 月12 日，合肥一家公司生產(chǎn)的4臺(tái)量子計(jì)算機(jī)亮相。接下來(lái)，我國(guó)將推出運(yùn)算速度更快的量子計(jì)算機(jī)“悟空”。距離電影中量子計(jì)算機(jī)演示的應(yīng)用程度，或至少還需要10 至15 年。