傳統(tǒng)計算機性能的提升面臨挑戰(zhàn),，光子計算,、量子計算、生物計算等新的技術都引發(fā)了業(yè)界關注,。量子計算被認為能夠解決傳統(tǒng)計算不能解決的問題,，但目前量子計算面臨諸多挑戰(zhàn)，性能還δ超越傳統(tǒng)計算機,。從實踐者的角度看,，量子計算的部署至少還需要幾年時間。
到目前為止,，提到量子計算大部分人都會認為這是一種革命性的技術,，它利用量子力學的奇特特性更快解決問題，甚至解決普通計算機無法解決的問題,。這些問題從數(shù)學到零售業(yè),，從物理到金融。如果率先掌握量子技術,，將有利于提升國家的競爭力,。
量子計算的前景在20世紀80年代首次得到認可，但至今仍δ實現(xiàn),。量子計算機難以設計,、建造和編程。其中,，相干性,、量子損失是巨大的挑戰(zhàn)，這對量子計算機的運營至關重要,，這可能會導致重要程序在運營之前系統(tǒng)就崩潰,。
目前全球有許多巨頭都參與了量子計算的競爭，國外的IBM,、谷歌,、英特爾，國內(nèi)阿里,、華為都取得了不同程度的進展,，學術界以及國家實驗室也有量子計算的相關研究。
雖然IBM,，谷歌和IonQ正在測試50 ,、72甚至-160量子λ的設備，但?增加一個量子λ就會使機器復雜程度增加兩倍,，在這些量子λ有限的系統(tǒng)中,，研究人員只能在量子衰減之前執(zhí)行少量量子操作或“門”。太多的量子比特會使系統(tǒng)崩潰,。
不僅如此,，建造和操作量子計算機的?一步都很難,，與傳統(tǒng)的芯片不同，要?用激光捕獲單個原子,，要?用激光器來制造,。這通常需要將處理器保持在幾乎絕對零度，控制這個系統(tǒng)被證明非常困難,，電磁脈沖的設計必須完美設計,，因為來自外部環(huán)境的一小部分能量可能導致量子比特衰減。
由振動,、溫度波動,、電磁波還有其他外部環(huán)境的相互作用引起的這種相干性(稱為退相干)的損失最終破壞了量子的奇異特性。鑒于目前普遍存在的退相干和其他問題,，當代量子計算機不太可能返回完全正確的答案,，即使運行的時間比較短。
雖然技術和架構的競爭正在解決這些問題,，但現(xiàn)有的硬件平臺不能保持一致性并提供大規(guī)模量子計算所需的強大糾錯能力,?；蛟S,，幾年之后可能會取得突破。
與此同時,，這個價值數(shù)十億美元的問題是,，在完成普及的計算方式之前，我們?nèi)绾螐囊慌_不可靠的計算機中獲得有用的結果?
答案是,，工業(yè)界,、學術界和國家實驗室的研究人員都在尋求減少錯誤的方法。一種方法是基于各種噪聲大小的計算結果來猜測無差錯計算的結果,。另一種完全不同的方法是,，混合量子經(jīng)典算法，只在量子計算機上運行程序中最關鍵的部分,，大部分程序運行在更穩(wěn)定的經(jīng)典計算機上,。事實證明，這些策略和其他策略對于應對當今量子計算機的干擾問題非常有用,。
雖然經(jīng)典計算機也受到各種錯誤的影響,，但這些錯誤可以通過適量的額外存儲和邏輯來糾正。量子誤差校正方案確實存在,，但會消耗大量的量子λ(量子λ),，以至于只有相對較少的量子λ能用于實際計算。這將使量子計算機可以計算的任務大大減少,。
為了更清楚地了解量子比特的消耗,，今天最先進的基于量子門的量子計算機,，它使用類似于計算機、智能手機或平板電腦中的數(shù)字電·的邏輯門,，目前,，最先進的量子計算機只有50個量子λ。而目前常見的計算設備中通常有數(shù)十億個邏輯門,。
麻煩的是,，量子力學挑戰(zhàn)了我們的直覺。因此,，我們很難找出執(zhí)行任務的最佳算法,。為了克服這些問題，Los Alamos 國家實驗室的團隊正在開發(fā)一種方法來優(yōu)化在相干的量子計算機上執(zhí)行有用任務的算法,。
算法可以理解為是告訴計算機執(zhí)行操作的列表,，類似于烹飪的配方。與傳統(tǒng)算法相比,，量子計算的算法最好盡可能短,，并且研究團隊發(fā)現(xiàn)，最適合于給定硬件設備的特定缺陷和噪聲方案,。這使得該算法能夠在退相干之前在約束時間框架內(nèi)執(zhí)行更多的處理步驟,，從而將正確結果盡可能提高。這種方法的主要思想是減少門的數(shù)量,，試圖在退相干之前完成執(zhí)行,，讓其他錯誤來源?有成功的可能性。
當然,，量子計算正一步步走向商用,。摩根大通 (JPMorgan Chase&Co)看到了將量子計算作為一種具備潛力顯著加速金融計算的方法，自2017年底以來,，該銀行一直與IBM的研究人員合作,，試驗量子計算。
雖然距離部署還需要幾年時間,，但摩根大通已經(jīng)看到了一些小的成果,，包括在理論上證明量子計算可以從根本上加速某些金融模型的成功。
摩根大通公司和投資銀行定量研究總經(jīng)理Ning Shen表示,，這項技術需要幾年時間才能成熟,，部分原因是所需的硬件非常復雜，適應和創(chuàng)建新的量子算法需要時間,。
至于公司何時可以開始從量子計算中看到可衡量的商業(yè)價值,，時間從三年到十年不等，但這并不能阻止像摩根大通這樣的公司進行早期試驗,。值得注意的是,，據(jù)Gartner的預測,，到2023年，包括企業(yè)或政府在內(nèi)的組織預計將有20%為量子計算項目準備預算,，而2018年不到1% ,。