量子计算机的研发进展与未来展望

摘要

量子计算机是直接以量子态进行信息处理的新型计算机。量子态具有叠加性,量子计算机具有并行性,对一个由n个量子比特组成的量子计算机的一次操作就是对其所包括的所有2^(n)个量子态的操作,由此可以完成经典计算机无法完成的任务。量子计算机在大数分解和无序数据库搜索问题上已经显示出超越经典计算机的能力。从2016年开始,以IBM为代表的跨国大公司进入这一领域,量子计算机的研发进入快速发展的新阶段。当前,超导量子计算体系发展迅速,达到近百量子比特的规模,率先实现超越经典计算的量子霸权,而拓扑量子计算体系、量子点量子计算体系、离子阱量子体系是其强劲的竞争体系。今后几年,量子计算机的硬件将继续迅速发展,不同方案将逐步拉开。量子计算机的操作系统已经初步建立,进入发展阶段。量子应用算法开始进入快速和大规模的研发阶段。世界各国均把量子计算机的研发作为国家战略,量子计算机的研发将会大大加速。