谁能完成量子计算的“登月”时刻？

量子计算作为新兴技术的代表，以其独特的计算能力和潜力，被视为可能为社会带来巨大变革的“未来之星”。

就像人类对月球的探索一样，量子计算的真正应用却仍然难以一一看清。

潜力无限，现实尚远。

这项技术之所以备受瞩目，是因为它具备解决传统计算机难以应对的复杂问题的能力。与传统计算机使用二进制“位”（bit）进行信息处理不同，量子计算机使用“量子位”（qubit）进行计算。而qubit的神奇之处在于，它不仅可以是1或0，还可以同时是1和0的叠加态，这种特性使得量子计算机在处理特定类型的问题时，能够展现出惊人的速度和效率。

想象一下，如果这种计算能力得以充分发挥，药物发现、材料科学、网络安全、天气预报等领域都将迎来前所未有的突破。新药研发周期可能大幅缩短，新型材料可能更快地被开发出来，网络安全防护将更加坚固，天气预报的准确性也将大幅提升。然而，要实现这些变革性影响，量子计算还必须跨越一道巨大的鸿沟。

量子计算背后的科学原理是可靠的，量子力学作为物理学的一个重要分支，已经得到了广泛的验证和应用。但是，要将这些理论转化为实际的计算能力，却是一项艰巨的任务。这也是科技世界面临的最大挑战之一。

前IBM量子领导者Bob Sutor以一种更为直观和易懂的方式解释了量子计算的本质：“真正的量子力学是物理学的一部分，它描述了当你变得非常小的时候，在原子、电子、光子和类似的东西内部会发生什么。有一台大电脑，这就是大自然，所有的应用程序都是我们和你看到的一切。不知何故，使用这些非常奇怪的原理，这些原理与我们通常对计算机编程的方式不同，大自然就完成了它。因此，我们真正想做的量子计算就是模仿自然的运作方式。”

Sutor的职业生涯大部分时间都在IBM度过，其中包括在IBM研究院领导一个300人的团队，从事机器学习、数据挖掘和优化等工作。这些工作现在与人工智能紧密相连，但当时却充满了挑战和未知。Sutor表示：“这些都是非常困难的一次性前沿问题......所以不要贬低今天的人工智能，这是大量的文字，但我们正在幕后做这些非常复杂的事情。”

后来，Sutor对IBM研究大楼另一端正在进行的量子研究产生了兴趣，并加入了IBM Quantum团队，一干就是七年。近四十年后，他离开了IBM，前往其他地方继续从事量子研究。现在，他担任初创公司Nu Quantum董事会的非执行董事，致力于了解量子行业的广度。

那我们到底处于量子计算的哪个阶段？还有多长的路要走？

每年人们都会说“三到五年”，但年年都没有特别令人瞩目的进展。

在美国总统约翰·F·肯尼迪表示要登月之后，实际登月经历了多个阶段。

Sutor认为，量子计算的发展也遵循着类似的轨迹。

尽管有无数的初创企业在量子领域工作，但障碍仍然存在，使我们处于一个非常实验的阶段。Sutor说：“他们还没有登上月球。”然而，他似乎看到了一些进展：“但我们似乎正在从第一个实验阶段开始推进一点并理解这一点。我们正在更清晰地理解这个问题。我们正在研究一些必须要做的技术来构建它。这也是我感受到的变化。”

“我认为一旦我们学会了如何做到这一点，制药、材料科学、电池等领域可能会更快地看到应用。”Sutor表示，“比如电池中的锂就是一种非常小的原子方式，位于元素周期表的顶部。所以我怀疑我们会更快地看到一些与电池相关的东西，为了可持续发展。”

虽说量子计算领域充满了初创企业和投资基金的活跃身影，但在全球政府和政策方面还需要做更多的工作。Sutor认为，如果我们作为一个社会要认真对待量子计算，就必须“更加深思熟虑”地解决量子问题，这不仅仅意味着向不同的公司投入资金。

“这是我的热情之一，试图推动这种统一的方向。”Sutor说，“它不仅仅是一个国家的事情，它可以是一个地区、一个联盟等等。但仅仅随机集合是不会发生这种情况的。”

他举了詹姆斯·韦伯太空望远镜的例子来说明全球合作的重要性。来自14个国家、美国29个州和华盛顿特区的数千名科学家、工程师和技术人员为韦伯望远镜的构建、测试和集成做出了贡献。共有258家不同的公司、机构和大学参与其中。

“你放眼量子世界，就会发现有一家小公司认为他们能够做到这一切。”Sutor说，“你必须有指导，而且你必须让这些公司合并。”

在不久的将来，量子计算一定会成为推动社会进步和发展的重要力量。

虽然前路漫漫，但只要我们保持热情和耐心，不断前行，就一定能够迎来量子计算的“月球登陆”时刻。