量子計算比超級計算機(jī)更好，因為它更快、更強(qiáng)大且更節(jié)能
美國的研究人員開發(fā)了一種新的基于能量的量子優(yōu)勢基準(zhǔn)，并用它來展示嘈雜的中級量子 (NISQ) 計算機(jī)，這些計算機(jī)使用的需要能量比世界上最強(qiáng)大的超級計算機(jī)低幾個數(shù)量級。量子計算是計算機(jī)科學(xué)的一個分支，專注于基于量子理論原理的技術(shù)開發(fā)。
量子計算利用量子物理學(xué)的獨特性質(zhì)解決了對于經(jīng)典計算而言過于復(fù)雜的問題。隨著量子計算機(jī)變得越來越大和越來越可靠，量子計算機(jī)是否可以執(zhí)行即使是最強(qiáng)大的傳統(tǒng)超級計算機(jī)也無法執(zhí)行的計算的問題變得越來越重要。這種被稱為“量子霸權(quán)”的能力標(biāo)志著量子計算機(jī)從科學(xué)好奇心到有用設(shè)備的轉(zhuǎn)變。科學(xué)家預(yù)測，量子計算比超級計算機(jī)更好，因為它執(zhí)行任務(wù)的速度要快一百萬倍。量子計算機(jī)可以輕松處理復(fù)雜的計算，因為它們是基于超越經(jīng)典物理學(xué)的量子原理構(gòu)建的。
量子計算機(jī)和超級計算機(jī)是用于復(fù)雜計算、問題解決和數(shù)據(jù)分析的極其強(qiáng)大的機(jī)器。雖然兩者都有可能徹底改變計算技術(shù)，但它們在速度和能力上存在顯著差異。
2019 年，谷歌的量子計算機(jī)進(jìn)行了一項需要世界上最強(qiáng)大的計算機(jī) 10,000 年才能完成的計算。它是世界上第一臺功能齊全的量子計算機(jī)的種子，它將能夠生產(chǎn)更好的藥物、開發(fā)更智能的人工智能并解決宇宙之謎。
理論物理學(xué)家 John Preskill 于 2012 年提出了量子霸權(quán)或量子計算機(jī)優(yōu)越性的表述。他將其稱為量子計算機(jī)可以執(zhí)行普通計算機(jī)無法執(zhí)行的任務(wù)的時刻。為了快速處理大量數(shù)據(jù)并獲得單一結(jié)果，超級計算機(jī)采用傳統(tǒng)的多處理器計算方法。這些計算機(jī)具有最高的原始計算能力，但它們一次只能處理一項任務(wù)，并且它們的處理能力受到摩爾定律的限制，即計算機(jī)處理器速度每兩年翻一番的原理。
另一方面，量子計算機(jī)使用量子力學(xué)原理以傳統(tǒng)計算機(jī)無法處理的方式處理數(shù)據(jù)，從而顯著提高處理速度。正常的物理定律適用于超級計算機(jī)。處理器數(shù)量越多，系統(tǒng)速度越快。量子計算機(jī)在效率方面優(yōu)于超級計算機(jī)，因為它們使用量子力學(xué)的力量來執(zhí)行計算。
中國在 2020 年開發(fā)了一臺量子計算機(jī)，其計算速度比任何超級計算機(jī)快 100 萬億倍。他們可以同時處理多項任務(wù)，并且可以快速解決超級計算機(jī)需要數(shù)月才能解決的復(fù)雜問題。然而，由于量子計算機(jī)對溫度變化極其敏感，必須與外界影響隔離，因此需要比傳統(tǒng)計算機(jī)更多的維護(hù)。
盡管在嘈雜的中間規(guī)模或 NISQ 時代，機(jī)器、量子計算機(jī)和受量子啟發(fā)的算法可用于解決交通模式預(yù)測等組合挑戰(zhàn)，以及網(wǎng)絡(luò)安全和密碼學(xué)問題。然而，對于量子計算機(jī)來說，真正走出NISQ時代，走向“量子優(yōu)勢，” 在預(yù)測藥物設(shè)計、計算化學(xué)、金融建模和天氣預(yù)報等垂直領(lǐng)域取得更好成果的地方，有幾個因素需要隨著技術(shù)而改變，包括但不限于系統(tǒng)內(nèi)邏輯量子位的數(shù)量，大幅減少退相干時間并改進(jìn)糾錯。
傳統(tǒng)計算機(jī)以二進(jìn)制 1 和 0 處理數(shù)據(jù)，并且只能在這兩個變量之間切換，而量子計算生成的多維空間可以幫助我們可視化連接各個數(shù)據(jù)點的模式是如何形成的。因此，您實際上是在使用量子算法解決問題，而不是只處理 1 或 0，這可以幫助以以前無法想象的方式找到模式和解決方案。
雖然傳統(tǒng)計算機(jī)使用位來解決問題，量子計算機(jī)使用量子位來運行多維量子算法。量子計算機(jī)在速度和功率方面優(yōu)于超級計算機(jī)。它們可以同時執(zhí)行多項計算，非常適合處理需要快速處理大量數(shù)據(jù)的復(fù)雜問題。超級計算機(jī)一次只能處理一項任務(wù)，但它們可以處理范圍更廣的任務(wù)。
量子計算機(jī)和超級計算機(jī)一樣，有望在特定任務(wù)中表現(xiàn)出色，而不是取代我們的臺式電腦和筆記本電腦。事實上，它們可能需要大量維護(hù)和精心管理的數(shù)據(jù)中心才能正常運行。
量子計算機(jī)在速度和功率方面優(yōu)于超級計算機(jī)。它們可以同時執(zhí)行多項計算，非常適合處理需要快速處理大量數(shù)據(jù)的復(fù)雜問題。超級計算機(jī)一次只能處理一項任務(wù)，而量子計算機(jī)可以處理范圍更廣的任務(wù)。
然而，當(dāng)我們直接比較它們時，量子計算機(jī)可以被描述為超級計算機(jī)的一個子集就成了一個語義點。量子計算機(jī)和超級計算機(jī)一樣，有望在特定任務(wù)中表現(xiàn)出色，而不是取代我們的臺式電腦和筆記本電腦。事實上，它們可能需要大量維護(hù)和精心管理的數(shù)據(jù)中心才能正常運行。
