量子计算前景广阔，科学家表示，在处理密码学和寻找行星等大型计算方面，量子计算最终将超越经典的超级计算机。但关于量子计算机是否真的存在仍存在争议。谷歌和NASA正在测试一个。
一家量子计算公司的首席执行官走上麻省理工学院的讲台，站在一群教授、工程师和计算机科学家面前。
D-Wave系统公司的首席执行官弗恩·布劳内尔望着人群说:“我无法解释量子计算是如何工作的。”
他挑衅吗?与会者起身离开了吗?不。
观众中没有人动。没有窃窃私语。没人笑了。没有斜眼一瞥。什么都没有。
量子计算就是那么令人困惑。一些世界上最好的物理学家不明白它是如何工作的。
诺贝尔奖得主、物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)曾说过一句广为引用的话:“如果你认为你理解了量子力学，那你其实并不理解量子力学。”
尽管量子计算机的概念是多么复杂，而且一些物理学家表示，我们距离见到一台量子计算机还有50年的时间，但总部位于不列颠哥伦比亚省伯纳比(Burnaby)的量子计算公司D-Wave表示，他们正在建造量子计算机。
美国国家航空航天局、谷歌和洛克希德·马丁公司正在测试他们。
“如果你想买一台量子计算机，我今天就可以卖给你，”布劳内尔在麻省理工学院(MIT) 2月份的一次科技会议上说颠覆性技术。
这种说法在物理学和计算界都引起了轰动，因为很多人相信量子计算有很大的前景。它就像超级计算机的圣杯。
想象一台计算机，它可以在某些计算方面超越顶级的经典超级计算机，特别是当你不得不搜索大量数据，为那些机器喜欢的复杂问题寻找答案的时候IBM的“蓝色基因和克雷的系统可能需要几百年的时间才能解决，也可能永远解决不了。
D-Wave首席执行官弗恩·布劳内尔
量子计算机可能帮助研究人员寻找治疗癌症的方法，推进密码学或寻找遥远的行星。它们还可以用来模拟政治和军事局势，比如乌克兰的动荡，让研究人员或政府能够测试不同的选择，看看它们将如何影响结果。
量子计算机改写了计算工作的规则。
经典的计算机使用比特(1和0)来处理指令，它们基于一系列指令工作。问计算机一个问题，它会以线性、有序的方式进行计算。
量子计算机将计算与量子力学相结合，量子力学是物理学中最神秘、最复杂的分支之一。这个场是用来解释物理现象的，比如亚原子粒子的奇怪行为，而这些是经典物理学无法解释的。
量子力学的规则之一是，一个量子系统可以同时处于一种以上的状态。但这个概念与我们所知道的世界相悖。某物可以是绿色的，也可以是红色的，但不能同时是绿色和红色。
量子力学不是这样的。
量子机器中的每一位——也就是量子位——可以是1也可以是0。它是关于可能性。当一个量子位被构造出来时，它被构造出来，所以你不知道它是1还是0。它有可能两者兼而有之。
带有512量子位芯片的d波系统正在接受美国宇航局和谷歌的测试。(照片:递波)
我们不知道这些量子位元是什么，直到它们开始与其他量子位元相互作用或纠缠。基于它们的纠缠，它们会变成1或0。然而，仅仅因为一个量子位在一次计算中扮演了0的角色，并不意味着它在下一次计算中也会扮演0的角色。它回到了最初的可能性。
WPI教授Germano Iannacchione
这就是量子计算机发挥作用的地方。
量子系统不是有序的，线性的。相反，它的量子位元通过纠缠相互交流，同时计算所有的可能性。
这意味着如果一台量子机器有512个量子位元，那么它同时就能计算出2的512次方。NASA高级超级计算部门的负责人鲁派克比斯瓦斯(Rupak Biswas)说，这个数字如此巨大，以至于宇宙中原子并不多。一些物理学家认为，所有这些计算都是在不同的维度上进行的。
“我们已经远远超出了日常体验，”伍斯特理工学院(Worcester Polytechnic Institute)物理系的负责人杰尔马诺·s·伊安那奇奥内(Germano S. Iannacchione)说。“常识不能把我们带到这里。我们试图在脑海中描绘出它是如何工作的。当你处于物理学未知的边缘，又没有经验和常识来指导你时，你必须依靠数学。这是你唯一能坚持的东西。”
尽管复杂，但D-Wave的布劳内尔说，他的公司已经制造出了量子计算机，使用他们自己的量子处理器，该处理器由不同的金属制成，比如铌。铌是一种软金属，在非常低的温度下就会变成超导。
一台机器，d波2号，由中情局租用大学空间研究协会这台机器在美国宇航局(NASA)的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)的使用时间为40%。谷歌还有40%，研究协会有20%。
谷歌拒绝谈论其与该系统的合作。不过，它在电脑上的实验已经成功了导致争论关于D-Wave的计算机是否比经典计算机性能更好，或者它到底是不是量子计算机。
比斯瓦斯说，美国国家航空航天局从去年9月就开始着手D-Wave 2，目前只对它进行了测试。他的团队一直在进行与地球科学、航空学和深空探索相关问题的高性能建模和仿真。
“我们仍处于早期阶段，”Biswas说，但补充说测试进行得很顺利。“我们正试图看看它能做些什么。这不是一个交钥匙的问题。这是一个非常奇特的领域。这就像在计算机发展的早期，我们有真空管和读卡器。”
美国宇航局的D-Wave系统可能是第一台商用量子计算机，但它不是第一台量子机器。基本的量子计算机以前就已经制造出来了。
2000年，洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家展示了一个工作的7量子位系统。
布劳内尔说，为了证明D-Wave在正确的轨道上运行，他在2011年建造了一台运行8个量子位元的量子计算机。然而，该公司还没有证明其512量子位机可以像量子计算机一样工作，他说，这是因为它根本无法被证明。
布劳内尔说:“这些是如此复杂的系统，它们不可能由世界上所有的计算机放在一起来建模。”“这永远无法被完全证明。”
上世纪80年代初，保罗•贝尼奥夫(Paul Benioff)在阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)工作，被认为是第一个将量子力学理论应用到计算机上的人。他对D-Wave是否建造了一台真正的量子计算机表示怀疑。
“我们还有很长的路要走，”他告诉《计算机世界》。“这在我的有生之年不会发生，我也不打算明天就死。”
贝尼奥夫说，可能需要20到50年的时间，才能让很多量子位一起工作。
他问道:“构建一个量子位元并不难，但如何构建大量的量子位元，并使一个量子位元与另一个量子位元相互作用呢?”“关于它们是否是全量子计算机还有很多问题。这可能是一个步骤，也可能是正确路径的一个分支。”
Iannacchione同意D-Wave的系统很可能是迈向建造真正的量子计算机的一步。
他说:“他们还没有展示出进行这些巨大计算的能力。”“没有明确的证据表明D-Wave所做的比传统计算机更快。如果他们真的在制造量子计算机，它的速度应该会快得多，即使我们不知道其中的奥秘。”
这就是物理学和计算机科学领域的许多人对D-Wave的机器持怀疑态度的原因。这是如此新颖和开箱即用的，以至于他们甚至不确定是否已经建造了一个真正的量子计算机。
而且拥有一台量子计算机并不像给一家公司增加更多机架那么容易雷竞技电脑网站。
量子计算机必须与辐射、光、热甚至振动完全隔离。它还必须在零下458华氏度下运行。
“这是世界上最精致的souffl，”Iannacchione说。
如果很难找到软件来利用运行多核芯片的计算机，那么找到在量子计算机上运行的软件将是一个大得多的问题。
尽管与量子计算有关的疑问和困难，布劳内尔坚持认为D-Wave是第一个建造商业量子计算机，可以做大规模，有用的计算。
他说:“在我们之前，量子计算机所做过的最复杂的事情，就是在实验室里分解数字21。”“这是计算机科学在过去50年里发生的最重要的事情之一。这成为了计算机科学的一个全新分支。”
这篇文章中,量子改写了计算的规则，最初发表于Computerworld.com。
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看到Sharon Gaudin在Computerworld.com报道。
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这个故事，“量子重写计算规则”最初是由《计算机世界》 。