量子計算將如何改變世界？

來源：原理 作者：Bernard Marr

不論是Google、微軟、IBM，還是世界各地的政府都對量子計算機的研發都進行了大量的投入，指望著它能處理傳統計算機難以解決的問題，進而改變世界。

量子計算機對每個行業都有衝擊，它會改變我們經商的方式、保護數據的安全、如何應對疾病、發明新材料、以及解決健康和氣候問題等等。

伴隨著商業量子計算機研發的競爭加劇，我們今天從幾個方面來介紹一下量子計算將如何改變世界。

網路安全

一旦量子計算機得到普及，網路安全問題就會出現好與壞的方面。壞的一面是我們目前的數據加密策略將因過時而被淘汰。目前，大多數網路安全問題的解決方案都依賴這樣一個事實：計算機遇到大量數據時，需要耗費非常長的時間來「破解代碼」。然而，量子計算機則能非常快速的處理這些信息，使我們的計算機、金融機構和私人信息變得脆弱。好的方面是，我們已經開展了大量工作來研發量子加密技術，例如量子密鑰分配，它是一種需要密鑰來解密消息的超級安全的通信方法。藉助於量子力學的獨特性質，保證了如果信息一旦被截獲，便沒有人可以再讀取它。

人工智慧

信息處理對改進機器學習至關重要，而量子計算機在完成這項任務上堪稱完美。量子計算機可以分析大量數據，為人工智慧機器提供提高性能所需的反饋。量子計算機能夠比傳統計算機更有效地分析數據以提供反饋，因而縮短人工智慧機器的學習曲線。就像人類一樣，由量子計算機提供洞察力的人工智慧機器可以從經驗和自我糾錯中進行學習。量子計算機將幫助人工智慧擴展到更多的行業，更快的讓技術變得更加直觀。

藥物研發

為了研發有效藥物，化學家需評估分子、蛋白質和化學物質之間的相互作用，來檢查藥物是否會改善某些問題或治癒疾病。由於需要分析的組合非常多，會耗費大量的時間和人力。由於量子計算機可以同時檢測多種分子、蛋白質和化學物質，因此化學家可以更快地確定可行的藥物選擇。另外，有一些藥物在試驗階段就被中斷研究，即便它們可能對少數群體有效。而量子計算能讓對個人進行的基因排序和分析，比現在使用的方法更加快捷，因此能促進個性化藥物的發展。

改善天氣預報和氣候變化預測

即使借用高級尖端的工具，天氣預報仍然有猜測的成分。只要問問任何一個沒有預警下遇到暴風雨、或準備好迎接暴風雪卻只看到陣雪的人就知道。因為量子計算機可以一次性分析所有的數據，讓氣象學家能更好地了解惡劣的天氣會何時降臨，從而對人們發出預警，挽救生命和財產。英國國家氣象局已經投資研究量子計算技術，用來幫助改善氣象預測。我們還能對人類會如何影響氣候得到更深入的了解，因為量子計算機將能幫助我們建立更好的氣候模型。我們越早知道事情將如何變化，就能更好做好準備，來應對氣候變化及其產生影響。

交通管制

無論是在空中還是在地面上，量子計算機都有助於簡化交通控制。它們將能快速的計算最優路線，從而實現高效的調度，減少交通擁堵。同樣，這種性質也使得量子計算機在優化供應鏈、空中交通管制、汽車客運以及物流方面非常高效有力。

解決整體問題

量子計算機在處理問題時是一次性的針對整體，而不是像傳統計算機一樣一點一點的排除問題。這為許多行業的發展，小到金融服務、大到國家安全等各個領域，打開了大門。

量子計算機公司D-Wave系統公司的聯合創始人 Eric Ladizinsky 在WIRED 2014年會議上發表演講時，最好的解釋了普通計算機和量子計算機之間的差異。他說，想像這樣一個情境：你有5分鐘的時間在美國國會圖書館的5千萬本圖書中找到在某一頁寫有X的一本書。在這種情況下，你就是一台普通的電腦，你永遠都無法找到X。但是，如果有5千萬個平行現實，每一個現實中的你可以閱讀一本不同的書，就能找到X，這就像是量子計算機。量子計算機將你變成5千萬個版本的你自己，使工作完成得更快速、更輕鬆。

量子計算機能提供我們解決那些超越傳統計算機功能的複雜問題的能力。我們正在走向一個全新的物理學領域，其本質就是我們還未曾想過的新發現、創新和解決方案。

藍海長青智庫

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