量子計算機不會「秒殺」經典計算機

來源：《中國科學報》作者：陳昭昀

許多人在介紹量子計算機的時候，都喜歡用到「秒殺」這個詞。比如：量子計算機將「秒殺」現有密碼體系、量子計算機將「秒殺」經典計算機，甚至將量子計算機比作無所不能的「千手觀音」，經典計算機在其面前不足為道，好像只有這樣，才能顯示出量子計算機的偉大之處。

如果僅是為凸顯量子計算機的並行計算能力，這些說辭無可厚非；但若是認為量子計算機將全面「碾壓」經典計算機，則這類說法屬於誤讀，應予勘正。

通用量子計算機一旦誕生，的確有望幫助人類化解許多現有計算能力下無法解決的大規模計算難題，但這並不意味著量子計算機將對經典超級計算機系統取而代之。相反，量子計算機和經典計算機的角色定位，實際上是一種互補關係。也就是說，量子計算機研發成功不代表經典計算機要退出歷史舞台。

原因有三：

首先，量子計算機的運行需要經典計算機的控制。從理論上講，量子計算機中除了計算的部分在量子晶元中進行，其他的條件判斷、遞歸等高級邏輯是需要經典計算機輔助完成的。缺乏經典計算機控制的量子計算機，就像一把無人揮舞的利刃，無用武之地。

其次，經典信息與量子信息之間需要互相轉換。我們人類看到、聽到的信息都是經典世界中的信息，這些信息不能直接被量子計算機處理，而是需要轉換成它所能理解的量子信息才能進行並行處理。這需要經典計算機來做量子計算機到用戶的「翻譯器」，使人們能更好地利用量子計算機的強大功能。

第三，量子計算機的加速特性只出現在某一類特定的問題上。比如Shor演算法分解一個質因數，經典計算機需要處理上百年，用量子計算機大約只需一天。但是，如果只是做普通的加減乘除，量子計算機並不能把這些問題變得更快一些。正所謂「殺雞焉用牛刀」，量子計算機可被用於解決超大規模的並行計算問題，也就是那些經典計算機無法短時間內處理的問題，但是對於簡單的問題，經典計算機的表現已經足夠優秀。

總的說來，量子計算機的地位類似於如今的圖形處理器（GPU）。因為GPU擅長做並行運算，所以中央處理器（CPU）將特定的任務發送給GPU並控制它的計算流程，最終再將計算完的結果傳送回來，以達到加速的效果。所以，量子計算機最終會找到它的適用場景，例如機器學習、大數據處理等方面，來補充經典計算機所不能解決的問題。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！