迄今为止最新、最严格的量子计算机测试

量子计算设备的最新最伟大测试发现，它解决问题的速度并不比传统计算机快。但不要放弃希望。进行测试的研究人员仍然认为，量子计算机可能比传统计算机更有优势，至少在解决某些问题方面如此。除此之外，测试人员认为他们只需找到正确的问题即可。

物理学家 Daniel Lidar 告诉《大众科学》 ：“回想起来，产生的问题并不是很难，也许还不足以清楚地区分经典算法和量子算法的性能。”“所以这个特定测试的结果尚无定论。”

南加州大学教授兼研究员 Lidar 与瑞士和美国工程师团队合作，测试了一款名为 D-Wave Two 的商用设备。他们今天在《科学》杂志上发表了他们的研究成果。

量子计算机的设计使得其内部始终存在着怪异的物理现象。从理论上讲，它们能够完成的怪异事情应该使它们比人们现在在家中使用的传统计算机或世界各地超级计算中心的实验室中的计算机快得多。然而，量子计算设备仍然很新。它们没有太多内存。它们还不能解决实际问题。最重要的是，还没有人证明量子设备在解决同一难题时比传统设备更快。

“回想起来，所产生的问题并不是很难，也许不够难，无法清楚地区分经典算法和量子算法的性能。”

将来，如果量子计算机变得实用，并且比传统计算机更快，它们将帮助解决许多问题……甚至可能创造新的问题。量子计算机应该擅长解决优化问题，包括图像识别和预测蛋白质形状等。量子计算还应该能够轻松破解当今保护公共在线交易的加密。大多数普通人不希望这种加密被破解，但你可以想象，各国政府对此非常感兴趣，因此正在对其进行研究。

顺便说一句，Lidar 表示，D-Wave Two 设备无法运行这种类型的解密算法。D-Wave Twos 仅运行优化问题。

计算机量子化是由几个不同因素造成的。组成量子计算机内存的比特不仅能够保存普通比特可以保存的 0 或 1 状态，它们还可以同时保存这两种状态。量子计算机中的粒子表现出纠缠：发生在一个粒子上的任何事情也会影响其纠缠伙伴的状态，尽管这两个粒子可能相距甚远。量子计算机内部还存在其他违反直觉的事件。Lidar 之前的研究表明，总部位于加拿大温哥华的 D-Wave 公司制造的设备很可能真正表现出量子行为。然而，这并不是必然的。

不过，科学家早就知道，仅仅因为计算机是量子的并不一定意味着它的运行速度会比我们今天基于 0 和 1 的最佳经典算法更快。

“如果我们能够展示量子加速，那么我们就最大限度地利用了自然。”

Lidar 认为他知道如何在未来为量子计算机找到速度优势。首要任务是弥补 D-Wave 设备内部量子现象的问题。与计算机外部环境的相互作用或设备内部的波动可能会抹去量子机器的重要特性。该团队希望在下一次测试中使用量子纠错来弥补这些损失。

另一个方案是选择那些对传统算法来说很难，但对量子算法来说却很容易的问题。传统计算机可能总是能解决一些问题，甚至比量子计算机解决得更好。这个想法是量子计算机可以在不同的问题上取得进展。

“量子力学是大自然赋予我们的额外成分。它一直存在，但我们从未能够利用它，”利达说。“如果我们展示量子加速，那么从某种意义上说，我们已经最大限度地利用了大自然。”