量子疊加态通俗易懂?新加坡《海峽時報》9月27日發表題為《量子計算将如何促進疫苗和電動汽車發展？》的報道，記者是艾琳·塔姆全文摘編如下：，我來為大家科普一下關于量子疊加态通俗易懂?下面希望有你要的答案，我們一起來看看吧!

量子疊加态通俗易懂

新加坡《海峽時報》9月27日發表題為《量子計算将如何促進疫苗和電動汽車發展？》的報道，記者是艾琳·塔姆。全文摘編如下：

新加坡正在加大對量子計算的投資。

首先，它将有一個鑄造廠來開發建造量子計算機所需的部件和材料，從而在這一新興領域建立起一個活動生态系統。

能力強大

量子計算類似于傳統計算，但是在溫度低得多，差不多接近絕對零度（即零下273.15攝氏度）的情況下運行。

在通過層層外殼和低溫組件實現的這一超冷狀态（比外太空還冷）下，就可以操縱量子物體（電子或光粒子）執行傳統計算機無法企及的複雜數學計算。

傳統計算機是以0或1來存儲信息。而量子計算機則通過量子比特同時用0和1來代表和儲存信息。随着量子比特數量的增加，量子計算機的威力将以指數方式增長。

量子計算的漫長發展史可以追溯到上世紀70年代，已故美國物理學家保羅·安東尼·貝尼奧夫當時證明了量子計算機的理論可能性。

通過利用量子物理學，量子計算有可能在幾小時内梳理出海量可能性，并找出一個可能的解決方案。一台傳統的計算機需要數十萬年才能完成類似任務。

日本在2017年推出的首台原型量子計算機能夠以常規超級計算機100倍的速度進行複雜計算。

谷歌公司2019年發明的量子計算機，能在200秒内完成世界上運算速度最快的超級計算機需約1萬年才能完成的計算。

一年後，在2020年，中國科技大學的一個團隊組裝了一台量子計算機，它能夠在200秒内完成一項普通超級計算機需要25億年才能完成的計算。

應用廣泛

但這些機器都沒有執行實際任務。那麼量子計算在現實世界中能有什麼好處？

第一個實際應用可能是在化學領域。當前，傳統計算機可以模拟簡單的水分子結構，但隻有強大的量子計算機才能準确模拟更複雜的分子，比如酶、蛋白質和脫氧核糖核酸（DNA）。複雜的分子模拟是發現新藥的關鍵。

借助于信使核糖核酸（mRNA）新冠肺炎疫苗在當前疫情中的成功，生物醫學公司正在開發針對瘧疾、結核病和艾滋病的mRNA疫苗所有這些疾病都仍在低收入國家造成大量死亡。

例如，輝瑞-百歐恩泰疫苗的聯合研發機構百歐恩泰公司正在開發一種用于瘧疾、結核病和艾滋病的mRNA疫苗。針對瘧疾的mRNA疫苗的臨床試驗預計将在今年某個時候開始。

更強大的量子計算機還能加快發現新材料的速度，以解決當今電池的難題。具體來說，電動汽車和自動駕駛汽車需要更高效、更安全和更環保的電池。

為汽車提供動力的锂離子電池使用電解液來傳輸能量。但這些電池的充電速度較慢，續航時間也不夠長，無法進行更長時間的旅行。它們還會在零度以下的溫度中冷凍，并含有易燃物質。

韓國現代公司正在與IonQ公司合作，探索給锂離子電池充電的方法。國際商用機器公司（IBM）和梅賽德斯-奔馳的母公司戴姆勒公司正在開發锂硫電池，其續航時間比锂電池要長。福特、寶馬和豐田公司則在開發更安全的固态電池。

這一領域的進展将擴展至目前也基于锂離子技術的超級電池網絡，以确保即使在沒有了太陽能或風能的時候家庭和辦公室也能順利獲得可再生能源。随着為實現淨零排放目标而采取的舉措的增加，美國各地以及英國、立陶宛和智利都興建了超級電池存儲設施。

對能源部門同樣重要的還有尋找更有效的方式來規劃全球物流，比如運輸石油和天然氣的全球物流。

量子計算機比傳統計算機更适合人工智能應用，因為前者能更好地發掘複雜模式。人工智能模型需要了解人類語言的背景和微妙之處。量子計算的工作方式與人腦的神經網絡類似，因此最适合完成這項任務。

成本降低

量子計算已經談論了幾十年。什麼時候才能真正實現這些好處？

如今，世界上速度最快的量子計算機是基于127量子比特的處理器。其制造商IBM公司計劃明年推出一個1121量子比特的量子處理器，這是世界量子技術競争者中最具雄心的産品路線圖。

如果一切按計劃進行，那麼這一技術裡程碑将是一個轉折點。企業會發現，在量子計算機上執行實際任務的成本将會低于傳統計算。

解決一些實際問題，比如模拟藥物分子以及處理圖像、自然語言和軟件代碼以過濾仇恨言論、虛假信息和軟件漏洞等，都需要量子計算機變得更加強大和廉價——現在一台量子計算機的造價超過1億美元。

不過，大多數計算應用，如數據處理、存儲和管理、電子表格計算和視頻遊戲，仍然需要傳統的計算方法。量子計算機隻有在應對由量子現象支配的特定任務（例如建模和設計複雜材料）時才是最适用的。因此，量子計算機不會取代傳統計算機。它們需要合作。

來源：參考消息網

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