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量子計算
如今，最大的量子流行語是“量子至上”。不幸的是，這意味着一些研究人員将量子本身作為目的，專注于建造不知道有用無用的裝置以達到證明自己理論的目标。現在，光量子計算機已經已經被推到了最高峰，很多人認為量子計算機是世界上最好的計算機，盡管該裝置不能完全證明量子到底有多好。
“量子優勢”歸結為數學上的失敗。在理想的世界中，量子計算機可以完美運作。在這個完美的世界中，可以生成一個數學證明，證明在某些任務上，無論經典計算機有多快，量子計算機都将始終勝過經典計算機。但是，我們的世界并不完美，而我們的量子計算機也不理想，是以這些數學證明可能不适用。
為什麼那麼好
是以，為了展示量子計算機的性能優勢，我們必須建構一個實際的量子計算機，它可以完成傳統計算機無法完成的工作。不幸的是，直到最近，可靠的量子計算機還僅限于幾個量子位。由于這種稀缺性，量子計算機上可以解決的任何問題都可以在傳統計算機上更快地解決，這僅僅是因為問題很小。當然，一種解決方案是使量子計算機具有更多的量子位，以便它們可以處理更大的問題。一旦實作了這一目标，量子計算機應該比傳統計算機更快—隻要那些棘手的數學證明适用于非理想的量子計算機。
将具有大量量子比特的通用量子計算機組合在一起，說起來容易做起來難。但是，将可以解決一個問題的計算機組合在一起比建構通用計算機要容易得多。這種特殊的量子計算機使工程師能夠在一個單一的問題上證明量子計算機比經典計算機更快，同時使他們避免了生産通用計算機的任務。這一成功所帶來的希望之光可以使控制預算的人放心，為研究人員提供必要的資金，以将專用（即不太有用）的量子計算機轉變為通用（即非常有用的）量子計算機。量子計算機。
什麼是量子
現在，另一組科學家發表了第二次嘗試解決該問題的嘗試，這次使用的是光量子計算機，該計算機再一次沒有計算出任何有用的資訊。
科學家們擷取了一個單光子源，并迅速切換了輸出路徑，以使它們具有20個不同的光束，每個光束都包含一個光子。這20個光子同時進入一組波導，在其中它們互相反複混合，産生60條輸出光束。光子反複互相幹擾，并随機影響彼此的路徑。對于任何20個光子的特定脈沖，某些輸出光束将為空，而另一些将具有光子。
急于證明
研究人員尋找輸出之間的同步發射。任何特定的測量都是來自随機數分布的樣本。通過多次重複該實驗，揭示了有關光子幹涉中發現的随機性的統計資訊。對于小型實驗，經典計算機可以直接計算每種可能的輸出組合的幾率。但是，對于20條具有60個可能輸出的光束，最終将獲得大約1014個輸出組合。潛在的輸出數量，以及研究人員展示的實驗結果，仍然可以使用超級計算機直接計算，但是要花費幾個小時，這意味着我們已經接近了可能的極限。
盡管如此，它的速度足以超越這台特定的量子計算機。研究人員每六個小時僅檢測到一次14光子重合，這意味着從量子系統基石中收集統計資訊大約需要一天的時間。如有疑問，請添加更多光子但是，未來更大。
隻活在實驗室裡
不幸的是，能否使研究人員獲得他們所希望的收益。系統的心髒是單光子的來源，每秒産生數百萬個光子。但是，計算速度受該速率限制。是以，是的，研究人員可以将可能的輸出組合的數量擴充到遠遠超出經典計算的範圍。不幸的是，它們的光子源也可能阻止它們在合理的時間内對分布進行采樣。盡管越來越多的人想要急于證明量子計算機到底有多好，但是最終還是沒有任何人可以真的實作完美的量子計算機。
原文釋出時間：2020-01-03
本文作者：Steven博
本文來自阿裡雲雲栖号合作夥伴“
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