文章发表于2023-09-22 10:58:47，归属【科技前沿】分类，已有336人阅读
如今，各国政府、大型IT企业和全球投资者都在大力投资量子科学技术的研发。因此，那些不属于学术界的人也必须了解量子计算等基础概念。然而，即使对于物理学家来说，这些技术背后的概念也难以理解。
因此，量子产业不仅仅包含量子力学，它将为下一代家用和商用计算机提供动力。实际上，利用微观粒子，更广泛的量子技术被应用于各种设备，如导航系统、改进的成像技术和精确定时设备。
什么是量子技术?
量子力学是量子技术的一个子集，它主要研究亚原子粒子的物理学，包括量子纠缠和量子叠加等概念。
你的智能手机就是量子技术的一个例子，因为它的半导体使用了量子物理学。尽管如此，你和创造它的工程师都不需要是这个领域的专家。
最新的工程成就正在利用量子力学的更多潜力，这就是为什么我们现在谈论量子技术。最近，我们已经开始对量子叠加和纠缠进行控制。鉴于此，各种各样的现代设备，例如:
1. 改进了计时和导航系统
2. 提高通信安全性
3. 利用量子传感改进医学成像
4. 更强的计算能力
在一两年内，这些应用程序可能在某种程度上有所帮助。但很难预测哪些创新仅仅是改进的和颠覆性的。由于早期的投资可能会造成进化和变革之间的差异，这种不确定性为积极主动的企业提供了机会。
以下是对推动量子技术取得重大进展的两个基本原理的总结。
量子纠缠是什么?
在量子力学中，当两个原子缠绕在一起时，即使它们在物理上是分开的，它们也是耦合的。如果你改变了其中一个的特征，另一个也会随之改变。从理论上讲，即使整个宇宙解开了纠缠在一起的原子，情况也会如此。根据量子力学，仅仅观察一个原子就能改变它的特性，这似乎还能让人信服。
通过使用具有量子保护的密码密钥，可以提高通信安全性。纠缠的原子可以确定是否有人篡改了数据传输方式。
量子叠加是什么?
亚原子粒子可以同时处于多种状态的现象被称为量子叠加。薛定谔的猫是物理学家薛定谔提出的一个思想实验，是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。当盖革计数器检测到辐射时，烧瓶破裂，释放出毒药，杀死了猫。猫可能是活的，也可能是死的，因为放射性检测是一个统计过程;只有当你打开盒子看到猫的状态时，结果才会被确认。
量子计算机是可以最清楚解释现实中的的奇异现象。由于这种叠加状态带来了无限的可能性，可以迅速完成并行和同时计算。
企业如何使用量子技术?
自2015年以来，英国政府已经花费了近4亿英镑来宣传其量子知识。很大一部分资金被投入到四个大学中，将带来了令人兴奋的创新，但迄今为止投资回报甚微。学术机构发现，将技术推广到商业领域并将其发明应用于紧迫的社会问题是一项挑战。
政府刚刚开始研究量子技术的可能性，看看如何解决这个问题。通过迅速将实验室的科学发现转化为现实世界的应用，英国将成为该领域的全球领导者。
因此，有远见的公司应该与这些大学和了解该技术的商业组织合作，有效地投资量子技术。企业有这样的人才可以解决的实际问题，大学的人拥有创造性想法，两者可以相互配合。必须将新量子技术与传统技术进行比较和评估，使这两个专业领域保持一致。然后，公司可以开发可靠的业务案例。
结论
量子计算机使用的量子比特可以取到0到1之间的任何值，而传统计算机只能使用0和1。如果你掌握量子比特，你可以找到传统计算机无法解决的问题的解决方案。例如，未来的量子计算机可能会迅速破解目前流行的任何安全协议，比如128位AES加密。即使是当今的超级计算机也需要数百万年才能完成这项任务。
今年9月，英国剑桥量子计算公司(CQC)使用IBM量子计算机推出了世界上第一个基于云的量子随机数生成(QRNG)服务，标志着另一个重要的商业里程碑。对于现实建模和安全应用，CQC给出了实际的最大随机性或熵，这是传统设备无法实现的。
从ENIAC到集成微处理器、数据中心和源自“量子1.0”技术的云计算，历时75年。75年后的今天，想象一个拥有尖端“量子2.0”设备和计算机的世界。