量子科技

​量子科技有多厉害？看完这些你就坐不住了】

运算速度比日本的超级计算机快100万亿倍，比美国谷歌的量子计算机快100亿倍——这是昨天很多人看到“九章”量子计算机原型机之后印象最深刻的地方。

关于量子计算机的工作原理，是一个很复杂且专业的知识领域，此处略去若干字。我们普通人不一定需要搞懂量子计算机的工作原理，但关于量子科技的重要性和必要性，我们还是值得花点时间来了解一下的。

2020年10月，清华大学副校长、中国科学院院士、国际著名的实验物理学家，美国物理学会会士薛其坤教授曾经在一起极为重要的会议上讲解了量子科技的重要性和应用前景。

因为对未来的数字技术，量子技术起到真正革命性的支撑作用，其他的技术都是渐进性的发展。量子科技是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新，将引领新一轮科技革命和产业变革方向。

薛教授所谈到的量子科技还较为宏观，华为公司创始人任正非对量子科技的表述就非常具象和微观了。

在2019年11月的“与任正非咖啡对话（第三期）”访谈中，任正非说：“世界上最保密的秘钥，用超级计算机花几十万年可以破解，如果量子计算机出现，几秒钟就能把几百万年破译不了的秘钥破译，所以信息安全不是一个绝对概念。大家说区块链多么伟大，但在量子计算机前它不值一提。”

任正非所讲到的密钥，目前最常见使用的是RSA密码体系，其设计原理就是基于因数分解的困难性而设计的。我们日常生活中经常接触的网购、网银、网页浏览输入密码等，都是基于RSA的密码保护下在进行。

传统计算机的算法能力范围内，分解一组300位的因数需要15万年，而量子计算机只需要不到1秒。这正是任正非所讲到的“几秒钟就能把几百万年破译不了的密钥破译”。

不过你也别太惊慌，目前量子计算最多能达到2进制的19位数，但RSA的密码最高能达到2进制的1024位，所以量子计算机离完全破解RSA密码体系还有很长一段路要走。不过这段路说短也短，也许过几年量子计算的科技又突飞猛进了呢？

同时，目前的量子计算技术更多还停留在算法阶段，在硬件层面还有很多的条件不成熟。

量子计算所依赖的量子比特相当脆弱，微弱的环境噪音就可以毁灭量子特性。比如“九章”所能实现的76个量子比特，已经是目前全世界技术的极限，之前的谷歌“悬铃木”只能达到53个量子比特。

你别小看这23个，就是它们让“九章”比“悬铃木”提升了100亿倍的计算速度。

同时“悬铃木”因为采用超导体系，全程都必须要在-273.12℃的超低温环境下运行。“九章”的量子比特探测部分也需要在超低温环境下。

但量子科技和量子计算对于未来科学技术的重要性和颠覆性，这是已经形成了高度共识的。未来的科技领域，量子科技将会成为极其重要的基础性学科。从这一点来说，我们从一开始就迎头赶上的意义还是颇为重大的！