本文根据与IBM系统技术实现室系统架构师邵鹏的音频对话整理而成，他也被我们称之为大中华区量子计算布道师。

1、了解量子计算之前，先了解什么是量子？

“量子”这个词的产生有期历史原因。在上个世纪初，物理学家们为了解释一些在经典牛顿力学体系下所解释不了的物理现象，而引入了能量的离散化分份的概念进行研究。“量子”最初的概念，就是这些能量的最小存在单元。但是随着量子力学的发展，在现代的量子力学体系中，“量子”是指粒子的状态。到目前为止，对于电子而言，科学家们已经发现了四个基本的量子状态：轨道能级、轨道数、角动量、磁偏角。这个是对电子的量子状态而言，而对于“光量子”而言，就是有一个电子状态，叫“偏振方向”。所以这个是现在我们所说的“量子”的基本的概念。

2、什么是量子计算？

我们可以先来了解一下传统“二进制计算”的原理。在“二进制计算”中，我们是以固定的输入“比特序列”。然后，经过CPU的计算，有一个相应的输出序列。这样的输出序列在我们输入的时候，就已经取了一个固定的值。每一个比特，要么取值是“0”，要么取值是“1”。这样的话，就会有一个相应的计算结果输出。而在量子计算里面，由于量子的重叠态的存在。也就是说，它的输入序列，是处于一个“不定状态”。那么，也就包含了所有的输入的可能性。这样的话，经过一个固定的计算，它的输出结果，也就包含了所有的输出的结果的可能性。因此它不需要像传统计算机那样，要经过便利的方式，才能给出所有的可能计算结果。所以量子计算的这种超级计算能力，是随着量子比特呈指数而增长的，这是量子计算跟传统计算有根本区别的地方。

3、为什么量子的重叠状态有意义？

通俗一点来说，“重叠状态”就是所有可能状态的组合。比如：以传统的二进制计算机跟量子计算机比较来说：假如你输入N个比特序列，对于二进制计算机来讲，在某一个固定的时候，这“N个比特”都是固定的值，而对于量子计算来讲，这“N个比特”的每一个比特都在“0”和“1”之间在变动，也就是混合的一个状态。那么这样的话，它就同时包含了所有的“二的N次方”这种输入可能。所以这种并行度，是传统计算机通过物理的上增加线程和Core的数量来进行扩展的方式是远远不可比拟的。

用一个比较通俗点儿的例子来解释就是：你跟一个三头六臂的人打架，你要是不找几个兄弟来帮你，你肯定干不过它。但是问题是，即便你找了几个人来一块儿跟他打架，你也需要事先来商量：如何去跟他打，如何去分配这些任务，协调你们之间的任务关系。但是这个三头六臂的人，他天生的动作的协调性、一致性和效率，都是有天生的优势，是你所不能比拟的。

4、为什么这么多机构在研究量子计算？因为人工智能还是大数据？

其实无论是大数据还是人工智能，这些都是应用层面的东西。其根本原因，还是在于量子计算机能够提供传统计算机所不具备的计算能力。说的稍微专业一点来讲，就是传统计算机所面临的计算复杂性问题，在量子计算机面前都可以轻而易举的获得解决。

5、作为一个普通人,能够在日常生活中体会到量子计算带来的好处么？

这是个很有趣的问题，也是很多人最关心的问题。由于量子计算的超强的计算能力，使得量子计算对人类了解自然、改造自然的能力，也会有极大的提升。根据现在的预测，量子计算会对药物研究、生命科学的领域，提供强大的技术支撑。对于我们普通人来讲，我们可以根据个人的具体情况，提供个性化的健康状况预测和疾病预测，以及个性化的治疗方案。这些问题都将在量子面前迎刃而解。

6、有没有一个量化的描述，说清楚传统的计算机跟量子计算之间的巨大区别？

这里有一个非常好的例子，就是现在大家所关心的密码破解问题。根据现在的数学的研究，现在密级最高的1024位公钥密码体制，如果用当前最强大的计算机进行暴力破解的话，需要将近三百万年的时间，虽然这是几年前的，根据当时的计算能力的预测结果，但是现在也是需要几百万年的这么一个数量级。如果我们有一个“1024比特”的量子计算机，那么这个时间可以缩为几天的时间。有一个科学家证明说：“大约5天的时间，就可以破解1024位的公钥密码体制”。所以当量子计算机的计算能力，达到这样的一个量级的时候。那么，首先受到冲击的，就是世界的安全体系。所以数学家们现在正在加紧研究新的量子密码加密体系。

7、量子计算达到商用了么？

就目前的研究成果来讲，现在还没有哪一个量子计算机达到商用。但是IBM凭借30多年的积累，在这个领域已经取得了领先的地位。据IBM系统部高级副总裁Rosamilia先生说：“在可见的几年之内，IBM将推出50位量子比特的量子计算机”。那么到那个时候，我们就可以真正看得到商用的量子计算机出现了。

8、现在可以开始进行量子计算的学习了么？

可以的。IBM敏感的把握住了客户的需求，在IBM进行量子计算机研发的同时，IBM也推出了基于一个“云”平台的量子计算环境。各个行业的客户，包括：大学的研究者，或者是各个公司对于量子计算感兴趣的工程师，都可以通过申请账户到IBM的云平台上进行量子计算的研究和一些新算法的探索。而且，现在是完全免费的。

9、量子计算是否会影响现有的应用系统，比如说ERP、CRM等？

就我个人的经验而言，我觉得可能还不会。这几个系统都是比较高层的应用软件。如果量子计算机真能达到商用的话，它的计算能力达到一定的级别。那么，首先冲击的将是这些金融安全体系，而不是说我们这些企业的管理软件。它受影响的级别还比较低。

10、有可能每人拥有一台量子计算笔记本么？

以目前的状况来看，我认为还不会。因为量子计算机现在的运行和维护环境都要求比较苛刻，不是一般用户能够承受得起的。所以目前的状况来看，应该是一些大公司，像：IBM提供云端服务。客户使用智能终端，享受云端服务的这种方式来使用量子计算。但是问题是我们从历史的发展角度来看，以传统的二进制计算机为例。比如：在五六十年代计算机刚刚发展的时候，一台计算机就有一栋大楼这么大。那个时候我想没有哪个工程师，能够期望说：“我手里能够拿着像今天一样这种功能强大的智能终端”。所以从历史发展的角度来看，我坚信在将来的某一天，我们手里应该会有基于量子的智能终端出现。那个时候的世界是一个什么样的世界？我不太敢想像。

11、量子计算达到商用之后，会对现在的社会造成哪些改变？

我相信量子计算达到商用以后，应该是迫切的继续解决当前业界所解决不了的问题，也就是二进制计算机计算复杂性的问题。再具体一点的说，就是在银行、金融、安全系统。甚至新药的研究、新材料的研究，这些对普通生活和工业界产生巨大影响的领域，才会第一步去使用量子计算机。到那个时候人们可能在很短的时间内，就能得到关于，比如说：新药、新材料的一些新的特性。得到验证或做出别的尝试，那个时候我相信我们的生活模式跟商业模式，会有极大的改变。