别被忽悠了！Google的量子计算机离改变世界还远着呢
引言
最近谷歌宣布推出最新量子芯片Willow， 各种宣传铺天盖地，竟然还要给太空中做一个量子集群，似乎量子计算机马上就要改变世界了。但真相是，量子计算机还远没有那么神，它仍然处于非常早期的发展阶段，要理解量子计算机，首先要简单了解一下量子力学。
啥是量子力学？
经典物理学描述的是我们日常生活中看到的世界，比如苹果为什么会往下掉，汽车为什么会往前开。但当你把目光放到微观世界，也就是原子、电子这些微小粒子的世界时，经典物理就失效了。在这个微观世界里，规则完全不一样，这就是量子力学登场的原因。
核心概念：
• 叠加态：
量子世界的粒子可以同时处于多种状态的混合，也就是说，一个电子可能同时“既在这里，又在那里”，就像一个硬币，在抛出去之后，在落地之前，既不是正面也不是反面，而是处于一种“亦正亦反”的叠加状态。只有当我们观察它的时候，这个状态才会被“固定”下来。而量子计算机正是利用这种叠加态，可以同时进行多种计算。
- 纠缠态:
这是量子世界更诡异的现象。两个或者多个粒子之间存在着一种神秘的关联。比如两个电子处于纠缠态，如果测量其中一个电子的状态，比如自旋向上，那么另一个电子的状态会瞬间确定为自旋向下，即使这两个电子相隔很远。这种关联并不是传统意义的联系，而是一种量子层面的“心有灵犀”。这就像你手上有一对神奇的骰子，当你掷出一个是6，另外的那个会瞬间变成1，无论它们相距多远！量子计算机利用量子纠缠，可以在多个量子比特之间建立复杂的关联，从而实现更高级的操作。
量子力学告诉我们的世界，充满了不确定性和概率。它跟我们日常的经验非常不同，也正因为如此，它是理解量子计算机的关键。特别是叠加态和纠缠态这两个概念，是量子计算机能够拥有潜力超越经典计算机的核心原因。
与经典电脑区别
信息存储
• 经典电脑
经典电脑里的信息都用0和1来存储，一个比特只能是0或1。
• 量子计算机
量子计算机的量子比特可以用0、1、或者0和1同时存在（叠加态）来存储信息，这就意味着同样数量的比特，量子计算机可以存储的信息远远大于经典计算机，这也是量子计算机能力强大的根基。
计算方式
• 经典电脑使用逻辑门运算 (AND, OR, NOT...)
• 量子计算机使用量子门运算，利用量子叠加和纠缠
擅长任务
• 经典电脑擅长日常计算、逻辑运算、数据处理
• 量子计算机擅长特定问题 (如密码破解、药物设计、材料科学)
现状
• 经典电脑成熟、普及、应用广泛
• 量子计算机仍处于试验阶段，用途有限
量子计算机的问题
量子计算机的潜力是巨大的，但目前还处于实验阶段，我们不能过分夸大他们的能力：
• 不是“万能的”： 量子计算机并不能解决所有问题，针对某些特定问题，量子计算机或许能够实现指数级的加速，但对大部分问题，还是经典计算机更胜任。
• 稳定性还是大问题： 量子计算机非常脆弱，容易受到环境干扰，导致计算错误。想要实现稳定可靠的量子计算，还需要很长的路要走。
• 成本高昂： 目前量子计算机的造价非常昂贵，普通人根本接触不到。
Google的量子芯片解决了哪些问题？
-量子纠错难题
Willow芯片成功攻克了量子纠错这一困扰研究者近30年的难题。通过改进芯片中的量子比特，Willow可以在增加量子比特数量的同时，成倍地减少计算错误。这一成就意味着，在量子比特数量增加的情况下，错误率得到了显著的控制，这对于保护计算过程中所需的信息至关重要，为量子计算的准确性和可靠性提供了有力保障。
• 计算速度的大幅提升
Willow在计算速度上展现出了惊人的实力。谷歌团队利用Willow进行了一项标准基准计算任务，结果仅用不到5分钟便完成了这一项目。相比之下，当前世界上最快的超级计算机完成同样的计算任务需要的时间长达约10^25年，这是一个几乎无法想象的时间跨度。这一速度的提升，无疑为量子计算在处理复杂问题上的优势提供了有力证明。
然而，值得注意的是，尽管Willow在多项性能指标上表现出色，但它目前仍处于实验室阶段。为了确保其在实际应用中的稳定性和可靠性，还需要进行大量的测试和完善工作。
结论
量子计算机的确是未来科技发展的重要方向，它在诸如密码破解、药物研发、材料科学领域有着巨大的潜力。但是，我们不应该对其过分夸大，甚至抱有不切实际的幻想。
它还处于非常早期的阶段，离真正应用到生活还需要很长时间的路要走。做为投资者，与其盲目鼓吹量子计算机的神奇，不如多一些理性的认识!