并行计算让速度“飞”起来
量子计算的神奇之处在于，它可以做到真正的并行计算与存储。
在传统计算机中，每个数位只有两种状态，非“0”即“1”，而量子计算机利用“量子叠加态”让量子数位可以同时处于“0”和“1”这两种状态之中。摆脱了这种“非此即彼”的限制后，即便是一台性能一般的量子计算机也能完胜当今世界上最快的超级计算机。
“量子计算机的优势在于并行计算。”崔树旺介绍说，按照传统算法，当用户需要提取某一个词组信息或者需要解决一个问题时，计算机要先把所有可能性列举出来并一一验证才能得到正确的信息，而量子计算机能够直接计算并提取出相应信息。
量子计算机的并行计算是如何做到的？“如果让一个图书管理员在一个没有检索系统但藏书数百万册的图书馆中，找出未知书籍中的一个特定图形。对于图书管理员而言，这就是一个不可能完成的任务。但量子计算的并行计算，则像是同时雇佣了几百万名图书管理员，一人拿起一本书同时翻查，短时间内，这一庞大的搜查任务就能有明确答案。”专家介绍，简单来说，传统计算机只能按照时间顺序一个个地解决问题，而量子计算机却可以同时解决多个问题。
谷歌声称，D-Wave量子计算机在解决问题时比其他任何计算机都快出1亿倍，其重要佐证就是“量子退火”算法。这种算法确定了当面临一系列潜在解决方案时一个特定函数的全局极小值，即在给定一系列选项时，它能够确定完成一个任务所需的最优解决方案。
不仅如此，基于量子计算的计算机，由于体系架构发生了变化，采用全新的算法，这使得计算与存储不再成为难题。有专家认为，量子计算机的巨大突破将为云计算和大数据处理乃至整个计算机科学领域带来一场变革。这也是众多高科技公司投入巨资研究量子计算机的原因所在。
“落地”仍面临诸多难题
量子计算机能够大幅缩短提取用户所需信息的时间，它被认为可以在几天里解决以往传统计算机需花费数百万年时间才能处理的庞大数据，未来的应用前景令人神往。
比如，现在的天气预报大多是通过对相对有限的探测数据进行分析得出结论，缺乏准确性。而量子计算机可以一次分析所有相关数据，精准地告知人们恶劣天气在何时何地出现，这样当遇到地震、飓风等极端天气时，可以预留足够的时间来拯救生命。
常常因为交通拥堵而耽误出行的车主们看到了希望。通过量子计算机，GPS可以把整个城市甚至整个地球上所有人的出行计划全部输入进去，规划出最优的出行方案，让智慧交通的实现成为可能。
在研发药物方面，量子计算机能够描绘出数以万亿计的分子组成，并将其中最可能有效的组合快速识别出，显著降低药物的研发成本和周期。
量子计算机还能为人类探索宇宙作出贡献。它可以处理望远镜视野中更多的数据，从而发现更多的行星，并迅速识别出最有可能存有生命体的行星。
前景十分丰满，现实却有些骨感，要实现这些应用还有很长的路要走。有学术界人士曾质疑，谷歌的D-Wave量子计算机并不是真正意义上的量子计算机，作为原型机，它无法进行普及，且远远达不到量子计算的要求。
“量子计算机的运行条件极为苛刻。”崔树旺告诉记者，真空环境、低温控制、磁场保护等前提条件决定了量子计算机在短期内难以普及。
“作为研究微观尺度的量子力学，要想控制计算机的量子位，其实就是需要操纵单个原子。”专家介绍，原子在常温下的速度高达到数百米每秒，只有让原子保持在极低的温度状态，才能受控制。所以谷歌的量子计算机D-Wave处理器温度一直稳定在-273℃，只比绝对零度高0.15℃而已。除此之外，量子计算机还要放到比地球磁场弱50000倍、大气压比地球小100亿倍的环境中，才可以保持量子态的稳定。
不仅如此，量子计算机在实际落地推广方面也会面临障碍。量子计算机的计算方法完全不同于传统计算机，意味着编程的方式将更加的独特且复杂。对于程序员来说，就必须要掌握一套比现有算法更为复杂的编程方式。
“量子的不稳定性决定信息状态不稳定，这将影响到计算的准确性。”崔树旺说，量子计算机还有许多需要克服的技术难题，事实上，实现对微观量子态的操纵本身就非常困难。
正如薛定谔那只著名的猫的命运对箱子外的人来说仍是个谜题一样，量子计算机未来会否成功还有待时间来揭晓。但是不管结局如何，人类探索量子计算机的脚步不会停止。
