量子计算打开魔鬼之门

图12、第一台量子计算机D- 图20：计算机行业历史 图21：计算机行业历史 典计算机处理输入信息的是处理器上的一个个晶体管。比如：要计算1+1和CPU中晶体管的数量无法实现每两年翻一番的2020210个原子，电子的行为将不图2、现 量子并行计算的基础在于，一个单元能够同时记录0和1两个数字，性能更（bit，中的任意一个（二进制的两个数字01两种0，1代表高电压信号。在经典世界中，我们只能同时拥有一个状态。比如，如果我们了001，我们就不能同时010，这是因为两个信bit，以一定组合的形式，同时0和1。1045度振动就对应01 特可以同时、、、 N位量子寄存器为N个量子比特的有序集合，那么他的叠加态就有2^N个的基本态，合在一起，所以器可以同时保存8个数字。传 总量 数字的数目1234(0or(0or1)(0or(0or1)(0or1)(0or111同时(0and 总……or1)(0or1)(0or11(0and1)(0and(0and1)(0and1)(0and(0and1)(0and1)(0 1)(0and or1)(0or1)...(0or1)(0and1)(0and1)...(0and一个数字都是单独的，而且是逐个运算。所以对于4个数字进行同一个操作时，要消耗4单位时间。而量子计算中，一个2个量子比特的器可以同时4个数字，现了对器中的数字并行运算，这被称为量子并行计算。可以看到，当量子比特数量1000 量子计算另一优势是其具有极低的能耗。在经典计算中，处理器对输入两串数据的计算能力的提升而变化。但不足之处在于，用于维持低温环境（约为零下273.14摄Shor算法，它可以有效地对大数进行因数分解。相应的经典算法要消耗的时间随输入数据长度呈现指数型增长，而Shor量子算法要消耗的时间对输入数据长的在于数据方面，比如网上银行数据、金融信息服务与、量子识这就是旋进或者进动。而不同的自旋方向就分别代表了0和1的量子态。目前液态核磁量子电脑主要是采用质子(氢核)、碳13核、氟19核等，主要考量是这些核子能够保持量子相干态较长时间，便于保持量子比特内的信息。它的优点在于尽可能保证了量子态和环境的较好。目前较成系统可达到7个量子比特。D-Wave和IBM。D-Wave512IBM4本电信公司(NTT)宣称，已经开发出了一种完全可重新编程的量子光处理，能具有六个波导管用于通用线性光学转换，和15个集成仪，该设备用于在一个光子1981年，费曼（Feynman）量子计算将极大优于经典计算。他对量子力学体技术RSA算法是基于大数因子分解而实现的。彼得•肖尔（PeterShor）构造了大数的因子分解的量子算法，首次证明了利用量子计算可以在有效时间内RSA这种公开1998年，科学家运用液态核磁（NMR，首次物理上实现了量子计算。这个2007年，D-waveSystems实现了历史上第一台量子计算机。宣布研制成功16式发布了全球第一款型量子计算机“D-WaveOne”，实现了128位量子比特。它不 （quantumannealingmachine，在图像搜索方面确实具有优势。和NASA花1000D-waveQuantumAILab。2013年它研制出的产品量子计算的相关研发。截止到2014年，该公司的累计融资总额达到1.6亿。图12、第一台量子计算机D-相关的硬件设计能力只能达到4量子比特（IBM）或者9量子比特（。1000位。但劣势是其只能用于某一特定用途，属于非通用型量子计算机；而且价格昂、尝试设计组建自己的量子计算D-waveTwoQuantumAILab 域和人工智能领域的非通用型量子计算机。用于不断优化现有等业务。微软也开启了自己的量子计算项目，用于制造通用型量子计算机。他们于20042015年11月，微软在著名开源软件社区 上公开了其量子计算模拟器LIQUi|>近期，IBM宣布目前已经可以开发实用的量子计算机。IBM研究人员完成了四量子位2015年5月，IBM宣布通过云计算的服务形式，将一台5个量子比特的量子计算机开 首个量子计算，而阿里巴巴也成了继谷歌、微软及IBM后的首个涉足量子计投资重心都集中于硬件层次，在这个阶段诞生了In、AMD等一系列大公司。随着中了Apple、等公司。到现阶段，随着云平台的业务拓展与计算能力的加强， 公司完全无法涉足其中。而在量子计算领域，目前的计算的技术方案只是趋于成熟，的良好时机。目前除了D-Wave和RigettiComputing这两家地区的涉该领域，还有、微软、IBM和 GPUCPU进行大规模并行计算，以缩短其计算机的市场格局。在经典计算机消费市场中，通用型计算机（PC机等）占据了主要心等）占据了大部分商业应用的细分市场（toB市场，包括银行的数据处理系统等者趋近无解的问题（需要消耗几百年甚至上千万年的时间量子计算机预计最先在超级计算中心发力。迄今为止，D-wave是目前唯一的一家商业化的量子计算机提供商。它的产品者包括谷歌（互联网服务提供商、洛克希德马丁公司（航空航天制造商）和国家航空航天局，以及D-wave的投资方亚马逊（网络电子商务公司及云服务提供商）的杰夫〃贝佐斯和中情局的高科技部门In-Q-。这些公司对于量子计算机的需求主要是用于提升超级计算中心的能力，完成491亿元，201659020%的增长。2015年我国服务器市场规模达到550亿美金，企业级规模约320亿美金。我们预计全球服务

N个未分类的客户中寻找出某个特 本中找出某个指定号码，经典方法是一个个找，平均要找50万次，才能以一般的可能性找到所要。Grover的量子算法是每查询一次可以同时检查方根）次后，获得正确答案的几率为1／2。但若再多重复操作几次之后，找到需要图18 RSA算法是基于大数因子分解而实现的。RSA算法的基础在于假设了有效时间内，我们不能完成对一个已知的整数的分解。199416008129科学家彼得•肖尔（PeterShor）构造了大数的因子分解的量子算法，利用量子计算实现高效RSA这种公开秘钥技术。它从原理上实现了随位数呈多项式增长的运算次使用量子计算机采用Shor算法，可以在几分之一秒内实现1000位数的因子分解，而3次方的规模增长。可见Shor量子算法将用的公开密钥的RSA加密算法。Shor算法展示了因子分解这类问题在量子计算机上可以很有效率的解决，所以一个足够大的量子计算机就可以RSA。量子信息在我国处于高速发展阶段，其主要应用目前集中于量子通信领域。2011年开始量子信息成为我国重点支持科研项目，2014年8月中国与中国有线等签署“京沪干线”项目任务书，建立到的量子信息信道。2016年用于自由空间的量子2015年7月30日在成立。将结合阿里云在经典计算算法、架构和云计算方面的技术优势，以及在量子计算和模拟、量子人工智能等方面的优势，摩图20：计算机行业历史 图21：计算机行业历史0Jul/12Jan/13Jul/13Jan/14Jul/14Jan/15Jul/15

0Jul/12Jan/13Jul/13Jan/14Jul/14Jan/15Jul/15

黄斐玉：计算机行业分析师，航空航天大学。具有摩托罗拉、联想等IT公司产品研发，技 投资定强烈推荐：公司股价涨幅超基准指数20%以上 公司股价表现弱于基准指数5%以上A：B：公司长期竞争力与行业平均水平一致C： 投资咨询业资格。基于合法取得的信息，但本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。所包含的分析基于各种假设，不同假设可能导致分析结果出现重大