文章发表于2025-06-12 09:19:24，归属【科技前沿】分类，已有23人阅读
和核聚变一样，量子计算是一项革命性的技术 —— 或许它永远都处于研发阶段。但正如微软首席执行官萨蒂亚・纳德拉上月所言，顶尖科技界人士如今开始预期，这项技术将从实验阶段迈向大规模商业应用，"不是几十年后…… 而是几年内"。
当然，这些期望可能落空 —— 但我们仍有必要了解这项技术改变世界的潜力。
量子时代的不确定性
"如果你认为自己理解量子力学，" 物理学家理查德・费曼有句名言，"那你其实并不理解量子力学。"
这句俏皮话恰如其分地反映了这一科学领域的复杂性 —— 它揭示了宇宙在亚原子层面如何打破我们通过观察宏观世界所习得的所有物理规则。
然而，费曼也是首个提出如何将量子力学原理转化为强大应用的人：构建具有近乎 "神级" 处理能力的计算机。在费曼发表量子计算奠基性论文的 44 年里，这项技术似乎一直是一个有趣的科学领域，看不到超越实验阶段的前景。
但在过去几个月里，科技巨头们一连串备受瞩目的声明燃起了人们的期待：量子计算机可能很快不再只是学术界的假设。在科技行业领袖们的讨论中，问题已不再是量子计算机能否实现商业部署，而是何时实现。
"我认为世界尚未做好准备，也没有进行足够深入的思考，" PsiQuantum 首席执行官杰里米・奥布赖恩表示。这家融资规模最大的量子计算公司正与谷歌、微软等巨头展开竞争。
奥布赖恩认为，量子计算的商业部署将对现代世界的许多领域产生颠覆性影响 —— 尤其是在应对气候变化、健康和粮食安全等挑战方面。
工作原理
奥布赖恩和他的竞争对手们旨在利用量子力学中最令人费解的现象之一：电子和光子等亚原子粒子的 "叠加" 特性。
传统计算机使用 "比特" 表示数据：通过硅晶体管（作为电子开关）处理的 0 和 1。
相比之下，量子计算机利用亚原子粒子创建 "量子比特"。根据量子力学，一个电子（在未被主动观测时）既不在此处也不在彼处，而是以一定概率存在于每个位置。类似地，一个量子比特既不是 0 也不是 1，而是在数学上可能同时处于两种状态。
这一科学原理过于复杂，无法在此完全解释。简而言之，从理论上讲，量子计算机能够在几分钟内完成某些操作，而当今最强大的超级计算机需要数百万年才能完成。
PsiQuantum 已从BlackRock 、Baillie Gifford 和 Temasek 等投资者那里筹集了 6.65 亿美元资金，去年还获得了澳大利亚政府 6.17 亿美元的投资。该公司正在布里斯班附近建造其所谓的全球首台 "实用规模" 量子计算机，目标是在 2027 年启动运行。这台计算机设计规模可扩展至百万量子比特，其计算能力将比其他公司已开发的、仅能进行有限实际应用的量子计算机高出多个数量级。
应用前景
奥布赖恩表示，量子计算潜在的最重要应用可能是对复杂分子的行为进行建模，这即使是使用最强大的传统计算机也无法实现。他认为，这可能对人类健康产生重大影响，使开发精准靶向的新药成为可能，这些新药具有前所未有的疗效和最小的副作用。
他暗示，未来这项科学的受益者可能会认为，"当我们实际上并不真正了解药物如何起作用时，就愿意将其摄入体内，这有点疯狂"。
奥布赖恩说，另一个关键应用可能是去除大气中的二氧化碳以应对气候变化。尽管已有多家公司开发出了此类系统，但成本仍然过高 —— 但如果量子计算机能够用于识别最适合碳吸收的物质，成本可能会大幅降低。
他说，这对全球粮食安全也可能产生重大影响，有望开发出更有效、污染更少的肥料。
前方的道路
PsiQuantum 的投资者最好暂时不要开香槟庆祝。任何依赖亚原子粒子的系统都具有内在的脆弱性，这使其成为一项艰巨的工程挑战，尽管 PsiQuantum 声称，其基于光子而非电子构建量子比特的系统将比竞争对手的系统更稳健。
而且，竞争对手们也不容小觑。在过去四个月里，谷歌、微软和亚马逊都宣布了各自在量子计算方面的重大进展。上周，美国初创公司 D-Wave 声称其量子计算机解决了一个任何传统系统都无法处理的复杂问题，其股价随之飙升。
尽管取得了这些进展，一些顶尖科技界人士最近对该领域的短期前景还保持怀疑。芯片巨头Nvidia首席执行官黄仁勋今年 1 月表示，他认为真正有用的量子计算机仍需 15 至 30 年时间。此前，谷歌 DeepMind 创始人、诺贝尔奖得主戴密斯・哈萨比斯声称，运行在传统计算机上的人工智能可能能够处理长期以来被认为只能由量子计算机解决的问题。
此外，还有风险存在。量子计算机可能破解保护互联网和现代世界许多系统的加密技术 —— 这可能开辟一条危险的新网络战途径。
但如果 PsiQuantum 或其竞争对手能够无视质疑，成功构建出可靠且规模化运行的量子计算机，这可能会为解决人类最紧迫的挑战创造一系列新机会。"这关乎解决那些否则永远无法解决的问题，" 奥布赖恩说。