遇事不决，量子力学！被芯片“卡脖子”即将成为过去式？

随着人工智能的高速发展，计算机算力已经成为了一个稀缺的资源，前几天爆火的“妙鸭相机”很多人在付款且无法退款的情况下，只能硬着头皮排队等待AI出图，可见算力是多么的重要。

不久前，美国对我们进行了芯片的限制，英伟达不提供给我们最顶级的芯片，其目的也是为了让我们无法在短时间内超过美国在科技上的领先，比如由ChatGPT这类AI大模型创造出的领先优势。

就目前的芯片发展来看，有一点需要普及的就是，根据之前的摩尔定律，每18个月计算机的算力就可以翻一倍。而进入AI时代后，新的定律表明只需要3.5个月，算力就能翻一倍。然而算力的基础来自芯片的加持，而目前的芯片工艺就快要接近其原材料硅的纳米大小，因此单靠芯片工艺提升算力已然将要达到瓶颈。

“遇事不决，量子力学”这本来是一句调侃的话，事实是全球包括我们中国在内都在量子计算领域有很大突破，并且中国的量子计算水平处于世界领先地位。

量子计算是一种新兴的计算模型，它利用量子力学的原理来处理信息。在传统计算机中，计算单元是比特（bit），它可以表示为0或1。而在量子计算中，计算单元是量子比特（qubit），它可以处于0、1或两者的叠加状态。量子比特的这种叠加状态使得量子计算机在某些情况下能够以指数级别的速度加快计算。例如，利用量子并行性，量子计算机可以同时处理大量的可能性，从而在某些特定问题上表现得比传统计算机更快。

目前国外知名的科技公司包括谷歌、微软、IBM和Intel，国内包括阿里、中兴通讯、科大讯飞等都在量子计算方面持续投入。目前市场上与量子计算相关的股票也有十几家，且都获得了较好的预期。

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视频中可见，谷歌的量子计算机在6秒的计算时间达到了之前最强的超级计算机47年才能完成的计算。在2019年谷歌用53量子比特的Sycamore在200秒完成了超级计算机一万年才能完成的计算任务。如今Google Sycamore已经达到了70量子比特，每增加1个量子比特，其算力会成倍增长。

值得一提的是，量子计算领域，谷歌的量子计算机属于超导量子比特类型，通过在超冷温度下将超导量子电路置于量子态来实现量子计算。除了超导量子比特类型，还有光量子比特的类型，其不同的是利用光子作为量子比特进行计算。在不同的方法之间各有优势，目前主流的技术路径有超导、半导、离子阱、光学以及量子拓扑这五个方向。根据中国光量子计算独角兽公司图灵科技CEO金贤敏的说法，只有超导、光学和离子阱的方向是靠谱的方向，而其中光量子路径是唯一能通向大规模通用量子计算的最可行路径。

好消息是，对于国外芯片“卡脖子”的说法，在量子计算领域就不复存在了。坏消息是，量子计算机像传统计算机这样普及可能还需要数十年的时间演变，目前在商用板块上，即使有明确的方向也仍在摸索阶段。还有一点就是，传统计算机和量子计算机适用的场景和对应的目标人群也是不同的，毕竟我们一个普通人哪会要宇宙级算力啊！甚至有人开玩笑问“用量子计算机多久能挖出一个比特币来？”

玩笑归玩笑，圆归正传，量子计算的应用对处理复杂的优化问题上具有潜在优势。例如，在交通规划、供应链管理和金融投资组合优化等领域，量子计算可以帮助找到更快速、更优化的解决方案。另外还能在包括：量子模拟反应、机器学习、加密、量子通讯和AI方面大有可为。