量子计算是一门即使是最才华横溢的人也能吃惊的东西！！！它涉及被普通人视为科幻小说的主题，例如平行宇宙，多元宇宙理论等。实际上，它听起来更像是下一部Marvel Dr. Strange电影，而不是实际技术！
但是量子计算是非常真实的。这是一种基于量子物理学定律的计算技术，它处理量子级(即原子级！)上的能量和物质的行为。一台功能齐全的量子计算机将能够同时执行多个计算，这将使其速度比当今最强大的超级计算机快一百万倍！实际上，量子计算凭借其强大的功能可以在未来改变整个行业，例如医疗保健，金融，电信，网络安全等。这就是为什么本文着重介绍量子计算及其在未来的潜在应用的原因。
但是在进入未来之前，让我们进入过去。那么，量子计算的开始是什么呢?一切始于物理学家Max Planck于1900年，当时他发现了能量量子，这是亚原子级的微小能量小包，根据当时的环境，它们既可以表现为波又可以表现为粒子。这一发现成为量子理论的基础，该理论使马克斯·普朗克获得了诺贝尔物理学奖(是的，那很重要！)，并且也促成了量子计算的开始。
量子理论的一种解释是，如果诸如电子或光子之类的物体可能以多种状态存在，则该物体会有一系列平行的宇宙，该物体的每个可能状态对应于一个平行的宇宙。这被称为“多世界解释”或“多宇宙理论”，得到了包括斯蒂芬·霍金在内的许多科学家的支持。
但是我们仍然没有解决最重要的问题……什么是量子计算?现在让我们开始吧。
什么是量子计算?
您用来阅读本文的计算机(包括电话！)是经典计算的一个很好的例子。现在，现代经典计算方法可以在仅使用两个可能的状态0和1的一点处理所有数据的芯片上工作。计算机甚至可以将经典计算中看到的最复杂的问题或算法分解为0和1来理解它们。但是，有些问题是如此之大或复杂，以至于即使使用地球上功能最强大的经典计算机也无法解决这些问题！！！
那就是量子计算的用武之地！通用量子计算机使用单位量子位(量子位)代替位。量子位可以是电子，其中两个不同的状态是电子甚至是光子的向上自旋或向下自旋，其中两个不同的状态是垂直极化和水平极化。现在，在古典计算中，一个位必须处于单一状态，即0或1。但是在量子计算中，一个量子位可以同时处于两种状态(0和1)，此属性称为“叠加” 。仅当实际测量了量子位时，才必须确定它是0还是1。这可以理解为倒装硬币，可以同时前后。仅当它落在您的手上时，它的头或尾才明显。
例如：如果有4位，则这些位总共可以代表2 ^ 4 = 16个值，但它们一次只能容纳这16个值中的1个。但是如果有4个量子位，那么这些量子位加在一起就可以同时容纳这16个值！那就是量子计算的魔力！！！
量子计算的另一个重要特性是纠缠。在某个点相互作用的量子位成对纠缠。因此，如果知道这对中的一个量子位的状态，假设其处于向上旋转状态，则另一个量子位的状态将自动且同时处于向下旋转状态。只要它们处于隔离状态，无论它们之间有多远，两个量子位之间的纠缠都是有效的。这种惊人的现象尚无解释，甚至被爱因斯坦称为“远距离的诡异动作” ！！！
什么是量子至上?
如果量子计算机至少不能比经典计算机更好，那它将有什么用?这就是Quantum Supremacy出现的地方。基本上，Quantum Supremacy是Quantum计算机解决经典计算机实际上无法解决的问题的公认能力。自1990年代末以来，一直在争夺能够实现量子至上性的最强大的量子计算机的竞赛。但是，Quantum Supremacy仍然是没有公司能够实现的假设情况。
在2018年3月，谷歌声称其72量子位量子计算机芯片Bristlecone将来可能能够确认Quantum Supremacy。但是阿里巴巴通过使用多个经典服务器来模拟Bristlecone的工作并获得相同的结果来驳斥了这些主张。由于经典计算机可以解决相同的问题，因此这意味着Google的Bristlecone尚未实现Quantum Supremacy。
但这还不是这场量子计算大战的结束！再次在2019年10月，谷歌在《自然》杂志上声称他们最新的量子处理器Sycamore在200秒内执行了一个随机数生成问题，这将使IBM的Summit经历大约10,000年的时间。但是IBM拒绝了这个结论，他说Summit可以通过Google在研究中没有考虑的各种性能增强来在2.5天内完成这项任务。
因此，基本上，当前Google提出了“量子至上”的主张，而各家公司都在反驳这些主张。对于是否已经实现了量子至上还没有明确的共识，谷歌，IBM，D-Wave Systems，阿里巴巴等各种科技公司都在争先抢先！！！
量子计算的潜在应用是什么?
量子计算可能是科技世界的未来！加拿大量子计算公司D-Wave Systems首席执行官Vern Brownell表示：“我们正处在这个量子计算时代的曙光中。我们相信，我们正处于提供经典计算无法提供的功能的风口浪尖上。在几乎所有学科中，您都会看到这些类型的计算机会产生这种影响。”
实际上，昆腾计算机在各个领域都有许多可能的应用。现在让我们看看其中的一些：
1.医疗保健：是否需要针对您独特的DNA结构和基因组量身定制的药物?使用Quantum Computing可能有可能。研究生物的完整DNA需要大量的计算能力和存储空间，而使用经典计算很难做到这一点。但是，量子计算将使这一过程变得更加容易，使我们能够更深入地了解单个DNA，并治愈许多遗传疾病。
2.财务：财务涉及市场预测，以便赚更多的钱！现在有许多算法使用多种概率和假设来计算未来市场趋势。在这种情况下，昆腾计算机可以提供极大帮助，因为它们可以消除数据中的盲点和错误，这些错误和错误会导致错误的财务预测(从而造成资金损失！)。
3.网络安全：您知道昆腾计算机的疯狂速度可以用来破解使我们的消息和敏感数据保密的加密代码吗?但是同时，昆腾计算机也可以用于使用昆腾加密保护数据免受黑客攻击。它涉及使用纠缠原理远距离发送光子以保护数据。
4.农业：化肥在农业中非常重要！！！它们主要由氨制成。但是您知道吗，我们仍然使用1900年代的技术来制造需要极高压力和热量的氨气?由于有数百万种可能的催化剂组合需要尝试，因此尚未发现产生氨的新方法。在经典计算机上解决此问题可能需要花费很多时间，但是可以在昆腾计算机上轻松，快速地完成。
5.人工智能：人工智能本身很有趣，而量子计算可以使它几乎神奇地变得多样化。可以在量子计算机上创建复杂的算法，这些算法可以绘制出人类大脑中数万亿个神经元的图谱，并在神经网络领域做出巨大贡献。此外，Quantum Computing可与ML结合使用，以创建与疯狂复杂的网络安全协议深度互连的IoT设备。