量子計算機被科學界廣泛認為是計算能力提升的關鍵點，不同于經典計算機的架構將使得它擁有前所未有的計算能力，并能夠幫助人們突破科學研究的瓶頸。
谷歌在近日發(fā)表了一篇論文，揭示出量子計算機已經具備遠超最強超級計算機的強大能力。
最強超級計算機，不敵量子計算機
谷歌的科研人員在53量子比特的量子計算機上，運行隨機量子線路采樣任務并與模擬超級計算機的計算進行對比，最終得出結論：量子計算機已經實現量子霸權。
根據這篇論文給出的數據，谷歌量子計算機花費200秒也就是3分20秒完成了計算，放到當今最強大的超級計算機Summit，則需要花費上萬年才能完成。如此對比足以讓我們見到，谷歌制造出了怎樣的“洪水猛獸”。
這也是一部分科學家所認同的量子霸權（Quantum Supremacy），即量子計算機在某一實際應用中所表現的計算能力，超越了世界上所有的經典計算機（比如說當前使用的電腦、手機等設備）。
一萬年到200秒，時間上的縮短仿佛預示著人類計算效率可以憑借量子計算機大幅提升，過去無法想象的工作都能實現。
比如說各類密碼破譯，目前廣泛使用的RSA等衍生加密算法，都無法被當下采用的計算機系統(tǒng)破譯，就算是采用“最笨”的窮舉法也得花上數年時間。而有了量子計算這樣可怕的計算力提升，破解密碼變成了眨眼之間就能完成的事情。
如此神奇的量子計算機，究竟是如何擁有完全碾壓經典計算機的計算能力？這得從量子計算的特性說起。
如果你對計算機原理略有了解，那么一定知道0與1的狀態(tài)組合，源于開關的架構在過去數十年的發(fā)展中，形成了如今的計算機世界。在量子計算的計量單位量子比特（qubit）上，0和1狀態(tài)可以疊加出現，讓信息量得以呈指數級提升，大幅提升計算效率。
舉個例子，假設n=5，那么在經典計算機中信息的長度就是5，而到了量子計算中變成了2的5次方，也就是2*2*2*2*2=32，一下子提升了6倍有余。量子計算機和經典計算機的差距，更是遠非32和5這么簡單。
離走出實驗室還有很遠
量子霸權的實現，并不意味著密碼從現在起就全部報廢，全世界會因其變得岌岌可危。根據論文中的說法，路燈燈箱，目前僅僅是完成了量子霸權的驗證，還沒有可以投入到破解密碼這樣的經典計算機應用領域的方法。
根據科學界廣泛認同的說法，需要再發(fā)展20~30年，我們才能見到量子計算在更廣泛領域中的使用。所以你現在只需要知道量子計算帶來了算力提升，密碼安全的事情可以先放在一邊。
量子線路也就是量子計算所采用的設備，都采用超導體材料制造，也因此需要將其降低到絕對零度（約等于零下273.15攝氏度）附近，太陽能垃圾桶，來進行正常工作并獲得可信的數據。
即使如此，大費周章搭建實驗室、降溫并進行反復計算后的結果也依然缺乏準確性。谷歌表示此次公開的量子線路僅有0.1%的保真度，離一般概念上穩(wěn)定可靠的計算機還有不小的差距。
而且量子計算疊加態(tài)的特性，垃圾收集亭，指路牌，也使其無法完成復制和存儲等經典計算機的常見操作，也就不能在當前主流的操作環(huán)境中替代后者。有科學家表示，量子計算機進行計算加速，經典計算機來存儲數據可能是相當長一段時間內，我們將見到的計算機形態(tài)。
只有找到行之有效的解決設備運行環(huán)境以及保真度等問題的方法，量子計算才有可能從實驗室中的貴重物品變身為普及到大眾的計算方式，更別說改變我們的生活或是造成危害了。
增速超越摩爾定律
由于這項量子計算機課題由谷歌和NASA（美國國家航空航天局）共同進行，論文最初在NASA官方得以發(fā)表。不過有關人員卻在之后刪除了論文，他們表示論文中的數據和結論還沒有經過完整的同行評議過程，不具備發(fā)表的條件。
一旦論文的權威性得到承認，那么我們可以展望這個世界計算能力爆發(fā)的景象。谷歌量子計算負責人Hartmut Neven表示，量子計算機的計算能力將以雙指數級增長，也就是經典計算機領域摩爾定律“計算機性能每18個月翻倍”的冪增長。
