当今时代的主要科学任务之一是争创第一台有用的量子计算机。 成千上万的物理学家和工程师参与其中。 它们的概念是由IBM，Google，阿里巴巴，微软和英特尔开发的。 功能强大的计算设备如何改变我们的世界，为什么它如此重要？
想象一下：一台成熟的量子计算机诞生了。 他成为我们生活中熟悉且自然的元素。 现在，历史课程仅在学校讲经典计算。 在寒冷地下室的某个深处，功能强大的机器以量子位运行，以支持配备人工智能的机器人的工作。 他们执行所有危险且简单的事情。 在公园中漫步时，您可以环顾四周，看到各种机器人。 人形生物walk狗，出售冰淇淋，修理电线，扫荡领土。 一些型号替代宠物。
我们有机会发现宇宙的所有秘密，并深入自己的内心。 医学达到了一个新的水平-每周都会开发创新药物。 我们可以预测并确定稀缺资源（例如天然气和石油）的位置。 解决了全球变暖的问题，优化了节能方法，城市不再拥堵。 量子计算机不仅可以控制所有机器人机器，还可以自由移动：监视道路状况，更正路线并在必要时拦截驾驶员的控制。 那就是量子时代的样子。
量子淘金
应用前景令人震惊，因此对量子开发的投资每年都在增长。 2018年全球量子计算市场价值为8160万美元。 Market.us专家建议，到2026年它将达到3.816亿美元。 也就是说，从2019年到2026年，它将平均每年增长21.26％。
量子密码术在安全应用中的越来越多的使用推动了这种增长，而量子计算市场中有关方面的投资则推动了这种增长。 根据科学杂志《自然》的分析，到今年年初，私人投资者已经在全球范围内资助了至少52家量子技术公司。 像IBM，Google，阿里巴巴，微软，英特尔，D-Wave Systems这样的大型公司都在努力创建实用的量子计算机。
是的，尽管每年流入该领域的资金只占很小的成本（作为比较：2018年，对AI的投资额为93亿美元）。 但是，这些数字对于尚不能称赞绩效指标的不成熟行业而言意义重大。
解决量子问题
您需要了解，如今该技术仍处于起步阶段。 只能创建量子机器的原型，单个实验系统。 他们能够执行复杂度较小的固定算法。 第一台2量子位计算机创建于1998年，人类花了21年的时间才将设备提升到适当的水平，即所谓的“量子优势”。 这个名词是由加州理工学院教授约翰·普雷斯基尔（John Preskill）创造的。 这意味着量子设备比最强大的经典计算机更快地解决问题的能力。
总部位于加利福尼亚的Google在这一领域取得了突破。 在2019年9月，该公司宣布他们的53比特Sycamore设备在200秒内进行了计算，这对于最现代的超级计算机来说将花费10,000年的时间。 该声明引起了很多争议。 IBM坚决不同意这种计算。 该公司在其博客上写道，他们的Summit超级计算机将在2.5天内完成此操作。 所需要做的只是增加磁盘的存储容量。 尽管实际上差异并没有那么大，但Google确实是第一个实现“量子优势”的公司。 这是计算机研究的重要里程碑。 但仅此而已。 美国梧桐壮举仅用于演示目的。 它没有实际应用，对于解决实际问题没有用。
主要问题是硬件。 如果传统计算位的值为0或1，则在一个奇怪的量子世界中，量子位可以同时处于两种状态。 此属性称为叠加。 量子位就像旋转的陀螺：它们顺时针和逆时针同时旋转，它们上下移动。 如果您发现这令人困惑，则说明您是一家出色的公司。 理查德·费曼（Richard Feynman）曾经说过：“如果您认为自己了解量子力学，那么您将不了解它。” 来自获得量子力学诺贝尔奖的人的大胆话语。
因此，量子位非常不稳定，并受外部影响。 一台机器在实验室窗户下面通过，冷却系统的内部噪音，一团通过的宇宙粒子-任何随机干扰，任何相互作用都破坏了它们的同步性并使其分离。 这对于计算来说是灾难性的。
量子计算发展的关键问题是，在众多研究中，哪种硬件解决方案将确保量子位的稳定性。 任何解决一致性冲突问题并使量子计算机与GPU一样普遍的人都将获得诺贝尔奖，成为全球首富。
商业化之路
2011年，加拿大公司D-Wave Systems Inc. 第一家出售量子计算机的公司，尽管其用途仅限于某些数学问题。 在接下来的几个月中，数百万开发人员将能够开始通过云使用量子处理器-IBM承诺提供对其53量子位设备的访问。 到目前为止，在名为Q Network的计划下，已有20家公司获得了这种特权。 其中包括三星电子，汽车制造商本田汽车和戴姆勒，化学公司JSR和Nagase，摩根大通银行。 和巴克莱。
今天，大多数尝试进行量子计算的公司都将它们视为未来的组成部分。 现在，他们的主要任务是找出在量子计算中有效的方法和无效的方法。 并在准备就绪时率先将技术引入业务。
运输组织。 大众汽车公司与D-Wave一起正在开发一种量子应用程序-交通控制系统。 这项新计划将使大城市的公共交通组织和出租车公司能够更有效地使用车队，并最大程度地减少乘客的等待时间。
能源部门。 埃克森美孚和IBM正在推动量子能量计算。 他们专注于开发许多新能源技术，提高能源效率和减少温室气体排放。 能源部门面临的任务范围和复杂性超出了现代传统计算机的范围，非常适合在量子计算机上进行测试。
制药公司。 埃森哲实验室与量子软件公司1QBit合作。 在研究的短短两个月内，他们继续测试了这一概念-在原子水平上对复杂分子相互作用进行建模的应用。 由于量子计算的强大功能，分析更大的分子成为可能。 这将给社会带来什么？ 具有最小副作用的创新药物。
金融部门。 基于量子理论原理的技术越来越吸引银行的兴趣。 他们对尽快处理交易，交易和其他类型的数据感兴趣。 巴克莱银行和JP Morgan Chase（与IBM合作）以及NatWest（与Fujitsu合作）已经在进行其专门的软件开发实验。
这样的大公司的采用和进取的量子先驱的出现谈到了量子的商业可行性。 我们已经看到了量子计算如何用于现实世界的任务-从提高能源效率到优化车辆路线。 重要的是，技术的价值将随着技术的发展而增长。