量子计算（现在说商业化的公司都是以假乱真，量子计算不可能取代经典计算）

一、量子计算霸权

量子大概是科研界吹牛的重灾区。各种媒体都很喜欢报道，谁霸权了谁又超越了霸权，某某量子xxx能一下子算出来传统计算机几亿年都算不出来的题，互联网危在旦夕。

但我觉得，很多记者并不知道自己在说什么。

也许，谁能拿到经费才是关键。

据Quantum Insider/光子盒统计，中国关于量子的财政拨款(100亿)几乎等同世界其它国家的总和。而中国的量子科技公司数量只有15家(不含BATH)，不到欧美的5%。

二、量子计算和量子通信

欧美公司研发普遍集中在量子计算，而中国和东亚更喜欢量子通信。

量子通信太神奇了，我也不懂。反正他们说巨有用，估计效果至少比肩莲花清瘟吧。

量子通信没啥市场空间，应用场景机器少，商业价值不大。

三、量子计算研究方向硬件和软件

关于量子计算的研究呢，虽然超级复杂，但仍可简单分为硬件和软件。

其中硬件需要很多实验物理学家和尖端工程师，还要很多很多贵重的高级仪器，门槛非常高。

量子计算的软件，也灰常灰常不一样，它需要很好的数学家和平庸的程序员。因为量子计算中的想法和算法是关键，经典计算机那套大多用不上。

目前量子软件方面的研究大大超前于硬件，研究人员大多只能在模拟器上玩。

四、量子加密算法，破解加密的尚未出现

用来破解互联网公钥加密(RSA或ECC)的算法(分解质因数)，叫作Shor算法。它早已被Mr. Shor发表出来，但过了近30年仍没有能有效跑它的机器。

因为量子算法对目前非对称加密潜在的破解风险，业界这些年一直在研究量子计算机难以破解的加密算法(Post-Quantum Crypto)。

美国NIST(标准局)经过两轮筛选，选中了NTRU等7个主要算法和8个候补算法。据说在今年，会最终公布哪种算法胜出。八卦一下，第二轮淘汰了“三只熊”和“特斯拉”等多种算法，“括约肌”进入了第三轮。

据NIST说，对称算法如AES等暂不用考虑被量子破解，科普中吹嘘的Grover算法其实威胁并不大。

五、量子计算机实现，离实现还很远

量子计算的实现路径很多，目前在通用计算上走得最远的是超导和离子阱。

1）超导

IBM和谷歌领头的超导量子计算，应该是最烧钱的方式。因为超导需要用一个大冰箱：世界上最贵的冰箱，用稀释制冷等复杂技术把温度搞到接近绝对零度(-273摄氏度)。

量子纠缠太容易被外界干扰了，即使在万物萧杀的绝对零度附近，超导量子比特的存活时间，只有微秒量级(百万分之几秒)。任何噪声情况下的计算都可能产生错误，科学家经常要用5个量子比特(qubit)来校正1个，这样宝贵的qubit需要更多。

IBM去年发布了业界最多的127个超导 qubits的“鹰”量子处理器，按其“吹牛”新闻稿其代表的量子态可以超过75亿人身上所有的原子数。但实际上其中大多数qubits是用来作校正的，并不能完全用来模拟。

按的IBM Roadmap，每年qubits数翻一番，再过10来年可以达到可以运算Shor的百万qubits，这就是传说中的量子摩尔定律。

“100个qubits的冰箱有一个房间那么大，那100万qubits需要多大的冰箱呢？”---一个傻瓜问道。

2）离子陷阱和天使粒子

通用量子计算在技术实现上有两大瓶颈，一个是刚才提到过的稳定性(噪声和纠错)，另外一个是可扩展性(100qubits到100万)。

为了挑战这两大障碍，离子肼是另外一个路径的尝试。Honeywell和IonQ是离子肼的领头羊。

离子肼的技术并不算新，很多原子钟用的就是这个技术，其量子的稳定性比超导要好得多。离子肼的另一个小优势是工作温度可以超导稍微高一点点，这能省很多钱。

离子肼很好玩，用激光把镱原子(Yb)的电子打掉变成离子(别问的我怎么做的:-)，带正电的离子可以用四面八方的正电势将其困在一个3D的空间内，这就是所谓“陷阱”。

困在同一个区域陷阱里的离子易于关联，保真度非常高，但缺点是计算速度比超导慢得多，并需要一个超级真空的环境。其量子状态的测量也依赖于极高精度的谐振激光。

总体来看，离子肼也绝非省钱的方案，工程难度非常大，不是大公司玩不起。

在通用量子计算方案中，英特尔的硅基量子和微软“拓扑粒子”进度更慢，似乎仍是下一代的技术。

拓扑粒子学名叫马约拉纳费米子，用它做量子比特能活100秒，抗干扰性极强，保真度比超导量子对多了4个9，简直像天使一样完美。

可惜，这种天使粒子一直在和人类藏猫猫。

六、量子计算应用，特定领域计算

正好在此提一下，网上关于量子的科普是个误导重灾区，量子计算本身并不是他们说的大规模并行计算。实际上，量子比特并不能同时出现多种状态或者存储多个状态，它的状态更应该理解成是一个概率，而多个量子比特不同状态组合的概率是可以叠加的。

七、量子计算机公司基本都是以假乱真

量子计算机极其烧钱，还是那种看不到希望的烧钱，所以那些宣传实现的都是模拟器，真实现实验机器的就那几家大公司和科研机构，IBM，Google，中科院 其他的你就当他脱口秀就行了。

绝大多数机器并不让你玩，藏在各种云后面的量子计算机很多只是模拟器。

八，量子计算机不能取代经典计算机

倒是所有厂商都承认，量子计算绝对不会取代硅基经典计算机，它只会被用于特定用途：那些量子算法有绝对优势(supremacy)的领域。