什么是量子计算机？作用有哪些？

1.什么是量子计算机

量子计算机是一种全新概念的超级计算机。芯片无需硅片上复杂的导线,完全复制人脑(不仅包括人脑中的140亿个神经元,而且包括人脑中数以1万亿计的突触或神经元之间的连接物),将来它的电路密度将是现在的1000倍,一台鞋盒大小的量子计算机将拥有人脑的处理能力,可被压缩到约16cm3的量子电路中。其速度比PC机快10亿倍。

2.量子计算机的作用

(1)促进新药和新材料研发 ：凭借其极高的处理能力，量子计算机将能够通过量子模拟同时研究多个分子、蛋白质和化学物质——标准计算机目前无法做到这一点，从而使科学家们能比现在更快、更高效地开发新药。例如，瑞士制药公司罗氏希望借助量子模拟来加速药物和疫苗的开发进程，以应对新冠肺炎、流感、癌症等疾病，甚至有可能治愈阿尔茨海默病。此外，量子模拟还可以取代实验室实验，降低研究成本，甚至可以最大限度地减少对人体和动物试验的需求。

(2)在金融领域“大显身手”：量子计算机可以为金融业带来巨大的潜在利益——从更深入的分析到实现更快的交易等等。事实上，许多主要金融机构正在想方设法借助量子计算促进贸易、交易和数据传输速度。 比如，IBM和摩根大通等银行一直在试验量子技术，希望借此优化交易策略、投资组合、更好地进行资产定价以及风险分析等。

(3)助应对气变“一臂之力”：越来越多专家把注意力转向利用量子计算机解决我们这个时代最大的挑战之一：气候变化。

首先，量子计算机的整体能耗将低于传统计算机。例如，D-Wave的2000Q量子计算机的能耗比IBM的“顶点”(Summit)超级计算机低4个数量级，后者是世界上最强大的计算系统之一。同样地，美国橡树岭国家实验室的科学家计算出，量子计算机有可能将能源使用量降低100多万千瓦时。

此外，专家预测，量子模拟还有助于各国实现联合国的可持续发展目标。例如，量子计算机可以加速发现新的二氧化碳催化剂，确保二氧化碳更有效地循环，同时产生有用的氢气、一氧化碳等气体。同时，量子模拟也有助于造出更高效的电池、更好的太阳能电池或风力涡轮机材料，甚至是用于实现碳捕获技术的、吸收性更强的催化剂。在农业方面，量子模拟可以显著降低制造肥料所耗费的电能，而肥料占全球能源耗费的比例高达2%。

3.量子计算机的风险

尽管量子计算机会给人类带来巨大的好处，但同时也可能会带来风险。比如在信息安全领域，量子计算机将有能力突破目前人们保护信息时广泛依赖的公钥加密，这意味着数据无论现在多么安全，未来在量子计算机面前可能都不堪一击。对于任何需要保护敏感信息的组织来说，这是一场灾难。

且尽管各国政府和企业对量子计算机投入了大量资金，但对量子安全的投入却很少，而量子安全对于我们迈入量子时代至关重要。

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