【行業】量子計算及商業應用方向研究報告(24頁)

現在科技均以控制粒子能量大小為基礎。每一輪明顯的技術進步,都潛移默化的解決了上一個時代的若干難題。而這些難題在下一個時代的眼中,似乎是天經地義,習以為常的事情。所以今天當我們梳理電子科技時,很少會從工作原理的視角出發,仿佛計算機才是一切的原點。但是在量子物理的視角下,計算的原理才是原點。截止目前,人類電子科技的一切都是基于“0和1”的二進制的運算,然而機器實現解讀0和1的原理,是利用了能量的大小。極簡化的去講,一個信號累計了大量的電子,它所聚集的能量就多,這代表1;而一個信號累計少量電子,它的能量就少,這代表0。人類利用信號攜帶能量的高低,實現了機器的運算,建立了今天宏偉的互聯網科技世界。然而到了量子計算時代,信息識別不再基于能量的大小,而取決于粒子的狀態。如前文所述,目前人類尚無法理解在粒子這個層面的微觀世界遵循何種物理法則,所以我們只能通過已知的實驗結果,去推算粒子在不同狀態下的概率。并利用工程手段,創造粒子變成某種狀態下的環境。進而實現用狀態代表不同的含義,完成運算。

宇宙可以完美解決低溫問題。目前來看,困擾量子計算核心的控制問題,主要受制于對低溫環境的追求。從現有量子計算機的成品上看,占據量子計算機絕大部分的器件,均屬于冷卻系統。所以未來除非人類在物理學領域得到新的突破,可以進一步用能量控制能量以保證粒子的狀態順利切換。否則將微粒“凍結”依舊會是實現量子計算的最主要工程難題。可喜的是,航天領域的發展,給量子計算工程問題,提供了可行的道路。

介于普通衛星和空間站之間的天基量子計算機。一如前文所述,目前量子計算機體積大,重量大的主要原因是冷卻系統,但是如果在宇宙中,這龐大的體積和重量就都可以減輕。國際空間站的建造成本大概在100億美元左右,但除了基礎的維護和輻射屏蔽體系外,天基量子計算機根本不需要空間站那龐大的體系,所以預計天基量子計算機的宇航成本在10億美元左右。

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