2024年7月11日，英國牛津大學衍生公司Oxford Ionics曾經宣佈了一項重大技術突破，因爲該公司已經制造出了全世界性能最高的量子芯片。

【量子芯片】

關鍵是，這種量子芯片的製造不再是複雜的技術難題，能在標準半導體工廠進行大規模生產。

根據該公司的說法，他們能夠在3年內建造出全球第一臺實用性的256量子比特計算機。

而在早一些的4月2日，美國國家安全局也說，人類可能在3年內進入量子時代，屆時量子計算技術將更加實用化。

【美國國家安全局】

那我們真的要進入量子時代了嗎，量子技術實用化能帶給我們人類哪些影響？

什麼是量子科技

從量子這個詞提出來開始，大多數人就對量子科技產生了一種高深莫測的印象，但現在的科技發展，已經逐漸在將量子科技帶到大衆的面前。

現在我們先來一起簡單瞭解一下什麼是量子科技，量子科技又有哪些。

【量子科技概念圖】

量子科技是一個基於量子力學原理的高科技領域研究，它不僅可以用來微觀世界各種奇特現象，還對我們的生活有着重大影響，我們已經在使用量子科技的有以下這幾個方面：

量子加密通信。目前這項技術已經被運用於一些金融機構和政府機構，他們通過量子密鑰分發技術（QKD）對通信進行加密，同時因爲量子糾纏的特性，密鑰也具有很強的安全性。

量子傳感器。科學儀器一直有高精度的要求，否則一點誤差也有可能導致結果的重大偏離，目前一些高精度的量子傳感器已經被用於各種科學儀器的使用中。

【量子傳感器】

諸如磁共振成像以及重力波探測器，還有未來的高精度智能導航系統都會用到量子傳感器。

量子計算機。這一次英國獲得重大突破的項目正是量子計算方面，量子計算機的計算能力遠超於普通計算機，就算是超級計算機也不能和量子計算機相比。

因爲傳統的超級計算機使用比特作爲信息基本單位，每個比特不是0就是1，而量子計算機能存在0和1的疊加狀態，這種能力具有解決各種複雜問題的無限潛能，在藥物發現和複雜系統模擬等方面也都遠勝普通計算機。

【量子計算機】

量子模擬。這項技術更多被運用在化學研究中，通過對現實中其他量子系統的行爲模擬，量子模擬器能夠幫助化學研究解決許多複雜的反應和理解材料性質。

量子成像技術。這項技術可以提高醫學成像的分辨率和靈敏度，如量子光學相干斷層掃描，能爲人類的健康診斷提供許多治療的新思路。

【現在的光學相干斷層掃描】

還有量子計算雲服務、量子材料、量子生物技術等等等等——量子技術早已開始慢慢進入到人類的生活應用中。

英國的“大王炸”

牛津Ionics如果真的實現了他們所說的256量子比特且無需糾錯的量子計算機，那這將是人類歷史上的一大跨越。

我們如何理解這一壯舉的含金量呢？

【中國自主研發的超級計算機——神威·太湖之光】

假如一臺超級計算機能同時打開256個不同的窗口，解決256個不同的問題，那麼一臺量子計算機的速度就等於256臺超級計算機同時工作的效果，這還只是最基本的。

至於信息存儲的能力，量子計算機同樣是超級計算機的指數倍。

【量子計算機】

而量子計算機存在的量子疊加、量子糾纏特性，能保證量子計算機對同一研究課題同時展開多方向探索。

就像在一個極其複雜的迷宮中，量子計算機能同時完成各個路線的探測，並得出最佳路徑，而這一切操作僅在眨眼間便可完成。

在信息傳遞上，哪怕距離相隔很遠，量子計算機也能瞬時共享信息。

無需糾錯則等同於一個永遠不犯錯的超級大腦，其計算的準確性能達到百分之百。

【量子計算機】

如果這臺無需糾錯的量子計算機被研究出來，那麼人類在藥物研發、材料科學、人工智能、氣候模擬等各方面都將會有巨大的進步。

比如普通計算機模擬青黴素分子的複雜結構，可能需要比宇宙原子（一杯水中存在的宇宙原子數大約爲1023個）還要多的比特數。

而這臺無需糾錯的量子計算機則能使青黴素分子結構模擬成爲現實，並且這一模擬活動幾乎是在一瞬間完成的。

【量子計算機】

這些比喻只是簡單的爲大家介紹一下量子計算機的超強實力，現實是量子計算機遠比文中所說的厲害。要知道。

一臺量子計算機，遠超地球上所有先進計算機加起來的計算能力。

如果3年後人類真的跨入量子時代，不敢想象我們的生活將迎來怎樣的驚天鉅變。

參考資料：

【1】美國國家安全局預測，量子計算將在3到5年內實用化·全球技術地圖

【2】我們爲什麼需要量子計算？·科學出版社

【3】英國發布《國家量子戰略》·全球技術地圖

【4】比超級計算機快百萬億倍，僅是量子計算“星辰大海”的第一步·中國青年網