22、量子计算与网络的发展现状及趋势-优快云博客

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量子计算与网络的发展现状及趋势

量子计算的崛起与量子摩尔定律

在量子计算领域，一直存在一些怀疑的声音，部分经典计算机科学家花费大量时间论证量子计算机不会比经典计算机更强大。然而，量子优越性的实现证明了这些怀疑是错误的。就像一个世纪前量子理论的先驱普朗克所说，旧观念的接受是“缓慢但确定的，一个死亡接着一个死亡”，如今量子计算的普及也正遵循着这样的规律，旧观念终将被新一代熟悉量子计算的人所取代。

2019年秋季，我们实现了量子优越性，这比之前预测的时间要早得多。2013年曾预测，几十年内至少有一种量子计算平台会发展到出现量子摩尔定律，即芯片上的量子比特数量每隔几个月就会翻倍。而实际上，2016年就出现了这种情况，翻倍时间仅为六个月。

摩尔定律与量子摩尔定律

传统的摩尔定律指出，过去30年里计算机芯片上的晶体管数量每18个月翻一番，这使得传统计算机的比特数量呈指数级增长。以过去的CDC6600计算机和现在的手机为例，手机的内存是旧CDC机器的64000倍，处理速度是250倍，成本却更低，重量更轻，这就是摩尔定律的体现。

而量子摩尔定律下，量子比特数量的指数级增长带来了处理能力的双指数级增长。谷歌的Hartmut Neven在2019年春季首次观察到了这种双指数行为。到2019年，量子比特数量达到约50个时，其处理能力相当于100万亿个经典晶体管，这足以与世界上最快的超级计算机相媲美。按照6个月的翻倍时间，到2020年秋季，200个量子比特的量子计算机处理能力将相当于10000个太阳系中原子数量那么多的晶体管组成的经典计算机；到2028年，经典计算机要想与之竞争，就得把宇宙中的所有原子都变成晶体管。