量子计算机会取代经典计算机吗？
FUTURE远见| 2021-04-19
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答案是一定不会的——经典计算机必然不会退出舞台。经典计算机有非常独特的特点是量子计算机无法做到的。量子计算并非在所有层面上都全面超过了经典计算，目前只有少量的量子算法明显优于经典计算。
当然，这并不影响量子计算机会在未来几年内改变很多行业，甚至给部分行业带来革命性的变化。但经典计算机也会始终存在并发挥其作用。现阶段，量子计算机将更多提供给学术界和工业方面相关的科研人员或技术人员使用。那么，哪些情况和问题更适合经典计算机、哪些又更适合经典计算机呢？量子和经典混合使用可行吗？
量子计算机不会取代经典计算机
量子计算与经典计算有着非常本质的区别。量子计算机上的信息以qubit 为单位进行存储和处理，这与经典计算机中的“0”和“1”相类似。但是qubit是处在0和1的叠加态，例如会有30%的概率处在0态和70%的概率处在1态。这种能力使得量子计算机非常强大，即一台拥有N位元的经典计算机一次最多只能执行N次计算，而量子计算机可以处理2n次的计算。再举个例子说明一下：量子计算机并不能像经典计算机一样直接给出答案。经典计算机的工序十分简单：输入、算法处理、输出。而量子计算是对叠加态进行操作，并返回给用户叠加态，并非直接得到一个确切答案，而是对不同答案进行可能性的估计。
在处理复杂问题时，量子计算将会非常有用。在复杂问题中，使用者将会有许多不同的输入变量以及复杂算法。在经典计算机上，这样的计算将会耗费很长的时间。量子计算机可以缩小可能的输入变量和问题解决方案的范围。在完成这一步骤后，通过量子计算机提供的输入范围，再代入到经典计算机中，便可以直接获得答案。
量子计算的技术局限性
并且，量子计算机也是会出错的。计算误差的存在是量子系统固有的，且无法避免。这就是为什么会有大量的资金和人才投入到量子纠错中，开发出能够让机器注意到自身错误并加以改正的方法。尽管在这方面已经有了一定成效，但量子误差也不甚可能完全被消除。即使是高精度的量子计算机，使用经典计算机验证最终结果也是必要的。
等待机遇
随着未来量子系统所带来的经济效益不断提高，更多的公司会陆续采用量子系统。而在此期间，经典计算机将会一直存在并发挥极其重要的作用。不断在加入的大型投资也将会给量子计算机的突破带来动力。这将给药物开发和密码学两个领域带来革命性的突破。这些可见的重大突破都将为开发者和投资者们提供部署量子计算机的动力。
量子计算机带来的蓬勃发展
药物分子的计算模拟是在药物开发中非常重要的一个环节。如果可以通过量子计算来模拟测算药物分子，那么将会大大降低时间成本。毕竟时间也是非常重要的一个成本，很多患者是在用生命等待药物。就拿蛋白质来举例，蛋白质通常有数千种成分，蛋白质在制造的过程中同样需要在现实中测试其特性，当今的传统计算系统并不能对它们进行精确模拟。量子计算机的模拟可以显著降低这方面的开发成本，使药物更快走向市场。当然，量子计算机通常会返回一系列的可能性，药物的最佳分子结构仍然需要用经典计算机来确认。
工厂中最有效的设备配置是什么？确保最高运输效率的车辆部署方式是什么？在5年、10年甚至30年内实现最佳回报的最优投资策略是什么？这些都是非常复杂的问题，答案没有那么容易给出。甚至有时你以为得到了最优解，但其实并不是。通过量子计算机来测算，可以缩小可能性的范围，然后使用经典计算机获得最直接的答案。
当今的安全协议，依赖于随机数和复杂的数字因式。经典计算机可以计算这些数字来生成密码，但很少去破解密码。但几年后，量子计算机或许会发展到非常强大的地步，以破解任何密码。这就是研究人员致力于开发新的量子安全密码学的原因。量子技术在这个层面上或许是一把双刃剑，从某种意义上来说，它不仅能够破解每个密码，同样也可以生成新的、不可破解的加密密钥。
为量子的未来做准备
虽然并不是行行业业都可以在这场新兴的量子计算机发展中迅速获益，但不想被竞争对手抛在脑后，这些大企业都已经开始了自己在量子领域上的脚步。以上大型企业在自己内部建立了一支量子人才团队进行自己的量子计划。还有一些公司与专门开发量子技术的公司进行合作，来完成他们的量子战略。
当然，经典计算机并不会从这些企业中消失。量子计算机需要在现阶段与经典计算机相配合，才能更好地发挥出自身的优势。量子计算不会那么快地接管世界，但是会通过与经典计算机的充分合作，在未来一二十年中改变这个世界上的很多东西。
我国目前在量子计算领域已经走到了世界前列，期待我国的科研人员能加快研究脚步，为我国的量子领域发展做出贡献！
