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　　【新智元导读】学术顶刊 Nature 今日刊文，以《2017年将是量子计算机从实验室走进现实》为题，梳理过去一年量子计算机相关进展，并预计2017年该领域值得期待的突破。

　　量子计算长期以来都被认为是20年以后才会实现的技术。但是，2017可能是这领域改变其“仅限于研究“的印象的一年。

　　计算领域的巨头谷歌和微软最近聘请了大量的重要人物，并且为刚开始2017年设置了一些具有挑战性的目标。他们的野心反映了一个广泛的现象：量子计算正在从纯粹的科学转变到工程建造。初创企业和学术研究实验室中也遇到了类似的情况。

　　”人们是真的在建设一些东西“，马里兰大学物理学家Christopher Monroe说，”我从来没见到过这样的现象，它（量子计算）已经不仅仅是科学研究了。“Christopher 同时是初创企业IonQ的联合创始人，这家企业创建于2015年。

　　谷歌距离通用的量子计算机又前进了一步

　　谷歌在2014年开始研究基于超导超导的量子计算机。谷歌希望在今年，或者稍晚一些的时候，能够超越最强大的“传统”计算机所能做到的计算能力，这一里程碑式的成就被命名为量子霸业。谷歌的竞争对手——微软，把赌注压在了一个非常吸引人但是还未经验证的概念——拓扑量子计算上，并希望成为首个展示这一技术的公司。

　　量子计算初创企业也是一片火热的景象。 Monroe计划在2017年年初启动招聘。耶鲁大学的物理学家、初创企业Quantum Circuits 的联合创始人Robert Schoelkopf 以及IBM 应用物理学家、Rigetti 创始人 Chad Rigetti 说，他们很快会实现关键的技术里程碑突破。

　　学术实验室也处在类似的拐点。“我们已经对所需要的所有的组件和所有功能进行了演示“，Schoelkopf说。他现在还在耶鲁领导一个小组，开发量子计算机。虽然要让所有的组件共同工作，还需要进行一系列的物理实验，但是，现在最主要的挑战是在工程上。Schoelkopf 和其他的科学家都表达了相同的观点。目前最大量子位（20）的量子计算机，已经开始在学术机构的实验室中进行测试。比如，位于奥地利的因斯布鲁克大学中，由Rainer Blatt所领导的研究小组就在做这件事。

　　深入微软拓扑量子计算机

　　2016 年 10 月，微软研究院量子结构和计算组成员、数学家和计算机科学家 Alex Bocharov 向 Nature 介绍了微软“拓扑量子计算机”相关的研究及进展。

　　传统的量子计算机把信息转化成量子位进行编码，有两种状态：0或1。但是，组成量子计算机的”量子位“也可能会处于叠加（superpositions）的状态，也就是同时处于1 或者同时处于0。

　　这种叠加，加上量子位分享量子状态的能力，也就是通常所说的纠缠（Entanglement），能够让计算机立刻执行任何形式的计算。并且，计算的数字，从理论上说，是每一个增加的量子位的两倍，这会带来指数级的计算速度增长。

　　这种速度能让量子计算机执行任何具体的任务，比如在大型的数据库中进行搜索，或者对大型数字进行量子分解，这些在传统的速度较慢的计算机中可能是无法实现的。量子计算机也可以转变成一个研究工具，演示量子模拟，让化学家能够使用此前没有预料到的细节来理解反映，或者能让物理学设计出能够在室温下实现超导的材料。

　　”我跟学生说，2017年将会成为转折之年“。

　　关于如何建造量子位，现在有许多非常有说服力的建议。但是现在有两个主要的方法逐渐脱颖而出，这要归功于他们储存信息的能力和不断增长的持续时间，虽然它们的量子状态还是很容易受到外部条件的干扰，并且在量子逻辑门操作上还有困难。