量子演算法有什麼用

量子計算：突破傳統計算瓶頸、擁有指數級計算能力。



突破傳統計算瓶頸

計算機發展的瓶頸主要有兩個。首先，隨著電晶體體積不斷縮小，計算機可容納的元器件數量越來越多，產生的熱量也隨之增多。其次，隨著元器件體積變小，電子會穿過元器件，發生量子隧穿效應，這導致了經典計算機的位元開始變得不穩定。

量子計算機的出現，巧妙地解決了計算機發展的瓶頸問題。丁洪說，從原理來看，量子計算機是可逆計算機，不會丟失資訊。經典計算機則是不可逆計算機，不可逆計算過程中每個位元的操作都會有熱損耗。

擁有指數級計算能力

中國科學院郭光燦院士曾這樣解釋量子計算機的計算能力。他說，量子位元可以製備兩個邏輯態0和1的相干疊加態，換句話講，它可以同時儲存0和1。考慮一個N個物理位元的儲存器，若它是經典儲存器，則它只能儲存2N個可能資料當中的某一個；若它是量子儲存器，則它可同時儲存2N個數據。而且隨著N的增加，其儲存資訊的能力將呈指數級上升。

量子計算不僅可應用於人工智慧領域，提升機器學習效率，還能應對複雜情況，如實現天氣的精準預測。生活中的諸多不便如交通擁堵，也能依靠其演算法解決。

“（量子計算）發展非常迅速。”丁洪說，以前普遍認為量子計算機是三、五十年之後才能出現的。按照現在的發展速度，可能三五年後就會出現。

目前谷歌、微軟、英特爾、IBM、阿里巴巴等國際巨頭都積極參與到量子計算機的研究中。2017年12月13日，IBM宣佈將與三星、摩根大通和巴克萊銀行等12家主要公司合作，共同開發商用量子計算。