量子計算機將來會不會成為民用產品?為何?


現在的高新科技大部分都會投入到民用使用的,目前作為尖端科技是因為人類掌握的知識和技能尚且不足以稱這項科技為成熟,而一旦技術成熟,那麼其商用價值就會體現出來,至於是否會提供民用,還取決於設備製造成本最終能夠降到多少。從理論上說,量子計算機算是下一代計算機技術,所以必然會在未來替換掉現有的計算機,但是就像超算一樣,現在的超算體積巨大,而且操作系統和結構都和普通民用計算機完全不同,那麼下放到民用的意義就不是很大。如果能夠將量子計算機壓縮到目前筆記本的尺寸,並且成本完全可控的話,還是有希望轉化為民用產品的。只不過這個程度恐怕距離現在過於遙遠了。


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量子計算機在可知的將來不會成為民用產品。

量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息,運行的是量子算法時,它就是量子計算機。

從量子計算機的特點作用來分析不會成為民用產品的原因:

一,量子計算機理論上具有模擬任意自然系統的能力,處置能力極強,同時也是發展人工智能的關鍵,由於採用並行運算,它能快速完成經典計算機無法完成的計算,並同時分析大量不同數據。所以可廣泛用於:提高天氣預報準確率、 分析金融形勢避免危機、銀行數據

儲存和災備、模擬合成化學新分子、研發新材料、研製藥物和藥性,等等作用。而對於一般民用產品來說,這些作用並非必需,或毫無意義。

二,目前的計算機通常會受到病毒的攻擊,直接導致癱瘓,會導致個人信息被竊取,但量子計算機由於具備單光子不可分割性、不可克隆的原理,這些問題不會存在。這種優勢可在加密和破譯等領域有著巨大的應用。而量子計算機制成民用產品,也就失去了這種作用。

三,量子並行計算是量子計算機 能夠超越經典計算機的最引人注目的先進技術。它以指數形式儲存數字,通過將量子位增至300量子位,就能儲存比宇宙所有原子還多的數字,並能同時進行計算、分析,並確保運算具備精準性。這種技術導入民用產品,亳無作用。

更為重要的是:

1,量子計算機是從所有可能狀態的“疊加態”出發來求解問題,利用量子糾纏和量子干涉的性質,讓量子態演化到我們所需的正確答案,而這是我們在日常生活中無法直接感受到的。

2,要實現真正的量子計算,還有很長的路要走。目前主流的量子計算方案,要用到超導材料,並且要對量子處理器進行嚴格屏蔽,防止 產生“消相干”。如作為民用產品,因無法操作而變得沒有可能性。

量子計算機不會成為民用產品,既使服務於民用,也有很長的路要走,可它給未來帶來的可能性,卻是所有創新技術中最豐富的,前途不可限量。





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量子計算是最複雜難懂的計算技術。對量子計算的研究仍處於初期階段,只有研究水平最高的學術機構和企業,例如美國宇航局(NASA)和谷歌,才會關注這一領域。不過,這樣的現狀可能即將改變。IBM的研究員在位於紐約Yorktown Heights的實驗室中建造了一臺有5個量子位的量子計算機,供大家免費使用。

量子計算機原理

  從物理層面上來看,量子計算機不是基於普通的晶體管,而是使用自旋方向受控的粒子(比如質子核磁共振)或者偏振方向受控的光子(學校實驗大多用這個)等等作為載體。當然從理論上來看任何一個多能級系統都可以作為量子比特的載體。

  從計算原理上來看,量子計算機的輸入態既可以是離散的本徵態(如傳統的計算機一樣),也可以是疊加態(幾種不同狀態的幾率疊加),對信息的操作從傳統的“和”,“或”,“與”等邏輯運算擴展到任何么正變換,輸出也可以是疊加態或某個本徵態。所以量子計算機會更加靈活,並能實現並行計算。

量子計算機速度

  根據理論預計,求解一個億億億變量的線性方程組,利用GHz時鐘頻率的量子計算機將只需要10秒鐘的計算時間。擁有100個光子的量子計算設備每秒鐘的運算能力可高達1萬億次。

那麼量子計算機可以帶給我們什麼呢?

安全高效的隱私保護

  由於量子不可克隆性,用戶在量子計算機的任何私密信息都不會被他人備份。

精準無誤的天氣預報

  量子計算機可以幫助建立更好的氣象模型,讓我們更深入地瞭解人類如何影響環境,並幫助我們確定現在能夠採取哪些措施,以便能預防災難發生。

新型產品的發現

  沿用了來自於量子力學的實際應用理論,量子計算機可以在多個與之相關的領域貢獻自己的核心優勢,比如化學、物理、生物等學科,到時,新藥品的發現、新元素、新生物的研究在精確的高效分析下都會有一個質的提升。

解決道路擁堵

  量子計算機可以簡化空中和地面交通控制的工作量,以超快速超高效的計算方式在微秒內迅速計算出最佳行駛路線。如果你計劃公路旅行,期間要在10個不同的地方停留,普通計算機可能需要單獨計算所有可能路線的長度,然後篩選出最佳路線。而因為量子計算機可以多線疊加,所以它可以不同時計算所有路線的長度。

進化人工智能

  量子計算機的可以在傳統計算機的基礎上為人工智能的進化學習帶來一個飛躍和提升,它可以在超能的基礎上讓機器學習變得更為超效。比如它可以讓Watson一樣的人工智能形態提前具備多項的邏輯分析能力,再比如它可以通過自我糾錯功能自主糾正程序中出現的亂碼以及出現在機器人身上的惡意程序代碼等。

  量子計算機仍在起步階段,相信它不僅僅應用於上述幾點,未來量子計算機要走的路還有很長。IBM公司的量子計算機需要將超導電路置於龐大的零度以下電冰箱中,這時就能產生5個量子位。雖然這種對環境要求苛刻的量子計算機普及民用遙不可及,不過我們仍然對它充滿希望,這是量子計算機的第一步,但絕不是最後一步。


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量子計算機將來一定會成為民用產品,就像電子計算機逐漸家用化一樣。這個是技術發展的必然過程。只不過這個時間是多久,現在很難說清楚。

量子計算機比傳統計算機有著無可比擬的優勢,就是速度快。量子計算機可以並行的方式進行快速運算。

傳統計算機的並行計算,只能通過多核/多單元的方式來實現。這個實現需要耗費大量的硅片面積。所以成本、體積、功耗等各方面都限制了傳統硅片計算機的能力上限。大家能看到,國家級的超級計算機都是用房子來裝的,根本無法家用。而家用計算機、手機,都是單片、多核的處理器,運算能力日益接近天花板。摩爾定律終究有到失效的一天。

量子計算機可以執行量子並行計算,此為其能超越經典計算機的最吸引人的先進技術。量子計算機可以通過增加量子位,來提升運算能力。如達到300個量子位就能存儲比宇宙中原子還要多的數字,而這些數字可以很快參與預算。另外一些函數運算,不再經過經典的循環計算的方法,可以直接通過量子理論支撐的算法進行,速度大大提升。現代的硅片計算機,常見的才64比特位,再加上運算的循環迭代,性能有限。當同時做一個工程運算,兩者的性能差異可謂天文數字。

量子計算機現在僅僅處在實驗室階段,成本、體積、穩定性等都處於劣勢。隨著技術發展,將來的量子計算機,在集成度、通用化、成本等方面的條件成熟後,一定會變成民用,甚至走入千家萬戶。屆時,人工智能將會更加強大。


沙鍋之底


1 具有實用型的量子計算機還沒有研製出來。但是量子計算機研發的主要用途就是民用的,國內外進行量子計算研究/研發的單位都是民營企業。

2 如果你說的民用是指個人使用,這個就不好說了。量子計算機即使研發出來了,前期的價格肯定是很高的,不適合個人購買。但以後的事情誰也說不好,經典計算機研發出來時也沒想到能進入到千家萬戶。

3 一些性能較弱的量子計算機價格會低一些,作為教學、科研測試、培訓的工具甚至“個人玩具”會更早進入個人應用領域


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