文/新浪科技 苗忠宇
在3月5日的美国物理学会会议上，谷歌再次向“量子霸权”发起冲刺，推出了72个量子比特的新型量子处理器。此前，IBM和英特尔也声称已经分别建造了50个和49个量子位的量子计算机。
量子计算领域的竞争愈演愈烈，越来越多的国家和企业参与到“量子霸权”的争夺战中。
公众对于量子计算也抱有极大的热情，其中少不了充满冷战气息的“量子霸权”这个名字。
“量子霸权”的概念最早由美国加州理工学院物理学家约翰·普雷斯基尔提出。这意味着，当量子计算机的量子比特数超过49个量子比特时，量子计算机的计算能力就可以远远超过目前存在的所有超级计算机。
约翰·普雷斯基尔
约翰·普雷斯基尔（John ）是量子信息论和量子计算方面的权威。早在2000年，普雷斯基尔就在加州理工学院主持成立了量子信息与物质研究所。值得一提的是，普雷斯基尔两次与霍金打赌，两次都赢了。
你太无耻了，！
公众对量子计算热情的另一个催化剂是媒体和科幻作品中对量子计算机“神奇能力”的追求和赞扬。他们可以破解世界上所有的密码，模拟整个世界。这些都充满了想象、真实和想象的用途。令人眼花缭乱。
因此贝语网校，今天我们就来看看这些“金属”幻想有哪些可以实现。
破解所有密码并毁灭世界！
科科·赫克马迪亚
在之前热播的动漫《武装女王》中，由伊藤静配音的Koko 是日本动漫中不常见的主角。她是一个善与恶的复杂混合体，很难清楚地描述她。哪一边更可取。本质上，科科是一个理想化的恐怖分子。
童年的经历让她厌恶战争，但她的出身决定了她必须以贩卖军火为生。为了消除战争量子霸权的物理学家，寇寇秘密策划了一个名为“世界之蛇”的计划。她计划利用配备量子计算机的卫星破解世界通讯，控制世界航运，让世界再次陷入分裂和孤立。科科坚信，这是消除战争的唯一途径，哪怕付出数十万人的生命——该计划实施时，民用飞机上的乘客数量约为10万人。
科科的计划并非不可能。科学家们普遍承认，量子计算机在破解密码方面具有传统计算机无法比拟的优势。不过，这个故事的前提是科科是世界上唯一拥有量子计算机的人，她的“霸权”是绝对的。
目前，量子计算领域的竞争是公开且激烈的。 Koko和南田南（负责研发量子计算机的科学家）想要以一己之力超越谷歌、IBM等“竞争对手”，实现量子霸权，实属不易。
此外，通信专家和密码学家在量子计算机面前也没有坐以待毙。
2016年8月16日，潘建伟院士研制的墨子量子科学卫星在酒泉发射升空。墨子号使用了量子加密技术，这是迄今为止“最接近牢不可破的通信技术”。即使是量子计算机也无能为力。
“墨子号”量子通信卫星发射升空
业界普遍认为，量子加密技术的难度低于量子计算机。因此，在量子计算机称霸世界之前，量子加密技术的普及无疑会更快。
除了量子加密之外，现代密码学的成就也不容小觑。密码学界已经开始研究抵抗量子攻击的加密系统。破解难度的大幅增加也将阻碍量子计算机的发展。
模拟宇宙并预测未来
刘慈欣在他的小说《镜子》中开辟了这样的想法：如果计算机的计算能力足够强，它可以模拟整个宇宙的运行吗？人类能否知道从宇宙大爆炸到无限未来的一切？
“随着物理学的进步和弦理论等超理论的出现，物理学家逐渐弄清楚了奇点的结构并给出了它的数学模型，这与之前的量子力学模型不同。如果之前的基本参数奇点爆炸确定了，生成的宇宙中的一切也将被确定量子霸权的物理学家，一条不间断的因果链贯穿宇宙的所有过程……”
这是一个有趣的想法，但肯定不现实。即使不考虑预测未来后的矛盾，在模拟如此庞大的系统时任何扰动都足以使整个系统的方向发生偏离。因此，它的预测很可能不可靠。
量子计算机面临的最重要的问题之一就是错误率——受自身特性的限制，量子计算机通常需要在极其恶劣的条件下运行，任何噪声都可能导致错误。
传统的超级计算机无法模拟微观结构。图片来源：知识分子
尽管无法模拟整个宇宙，但量子计算机可以在模拟分子结构等领域大显身手。
去年9月，《自然》杂志发表了IBM在量子化学领域的突破。 IBM 在自己的量子计算机上实现了一种新的量子算法。该算法可以模拟真实的分子，可以高效、准确地计算小量。分子电子的最低能量状态。
与传统计算机相比，量子计算机可以用很少的计算资源完美模拟系统状态。
创建一个虚拟世界，让人类意识驻留在其中
在最新的Fate系列动画《Fate/EXTRA Last》中，“魔法”被计算能力取代，圣杯变成了名为“ ”的超级计算机。
《命运/EXTRA 最后》
按照设定，它是直径三千公里的光子晶体，月球大小的超级计算机，可以记住所有过去，预测所有未来，计算规模可以媲美太阳系通用计算机系统。这台万能的计算机创造了一个虚拟空间，人类可以以“灵魂”的形式寄居其中，并为唯一的“许愿机会”而互相争斗。
《矩阵》
虚拟世界的设计很难不让人想起《黑客帝国》。这部经典科幻电影中还有一台名为“黑客帝国”的超级计算机。
这些近乎万能的机器通常很难评估。它们是上帝在数字世界中的小马甲。以任何方式质疑它们的可行性都是不明智的。
但我相信的是，在这些作品中，这些机器的存在并不是为了给人类提供无限的游乐场或者世界末日的避难所，而是为了激发人类探索未知的欲望，检验人类是否拥有面对现实的能力。勇气。