10 从科学的发展轨迹看科学家的伟大贡献学习量子力学读书笔记心得体会（之十）
十四问量子计算机
作者：读书人陶臻
随着人工智能大模型、量子计算、类脑智能、云原生、数字引擎、音视频等技术的深入发展，新技术、新模式和新业态持续涌现。本文是学习许多有关量子计算机的信息资料的读书笔记。希望用通俗的语言，与大家交流新的体会。
1．“量子“和“量子计算”，到底是什么？
“量子”究竟是什么？许多人一听到量子，第一反应就是把它理解成某种粒子，请不要误解，“量子”其实不是“子”，不是光子，不是电子。
量子（Quantum）原本是一个现代物理学的重要概念，被认为是组成浩瀚宇宙、世间万物最小的、不可再分割的物理量的基本单位。所以一个事物如果存在最小的不可分割的基本单位，我们就说它是量子化的，并把最小单位称为量子。量子并不是具体的实在的物质和粒子，而是一种现象，是这种物质的量子化。所谓量子化，在经典物理学中，对体系物理量变化的最小值没有限制，它们可以任意连续变化。但在量子力学中，物理量的变化是不连续的，只能以确定的大小一份一份地进行变化，像上台阶一样，只有一个一个台阶地上去，没有半个台阶的变化。因此这种物理量只能采取某些分离数值的特征，这就叫作量子化。对于一个粒子来说，量子不是粒子本身，而是粒子的量子化，是量子的现象，是量子的状态或者特征。
我们不能简单判断某种物质是否能叫做量子。比如量子既可以像被踢出的足球一样在空中沿曲线飞行，也可以像水波一样上下波动地向前飞行；又比如将一只饮料瓶静置在水平桌面上，瓶子只能保持“正立”、“倒立”和“横躺”这三种状态中的一种，而同样静置桌面的量子，却可以同时保持“正立”、“倒立”和“横躺”这三种状态，请特别注意“同时”。100多年前，普朗克、爱因斯坦等著名物理学家，发现了这些微观粒子特有的物理特性，并最终将这些特性，总结为现代物理两大理论基石之一的“量子力学”。
我们可以把基于量子力学原理进行信息化应用的技术，统称为量子信息技术，主要包含量子计算、量子通信和量子测量。量子计算，是基于量子力学原理，通过控制一定数量的量子单元，来进行计算的一种新型计算模式。而量子计算机，正是用来实现和使用量子计算能力的计算机系统。说通俗一点，利用粒子的“量子叠加”和“量子纠缠”的特性为基础，进行资讯处理的科学称为量子计算。
2．量子科技的基础是什么？
量子叠加和量子纠缠是量子科技的基础。
量子叠加是指粒子本身的状态和特性。根据薛定谔方程式的线性关系，一个量子系统的量子叠加，可以是几个不同的本征态（Eigen state）与本征值(Eigen valve)的线性组合。也就是大家常常听到的要死要活的猫。如果应用在量子计算，就是量子位元（qubit）处于“又0又1的状态”，也就是同时是0，同时是1，呈现描述量子叠加特有的话语：“既是…,又是…，同时是…”!
第二个是量子纠缠，是指粒子和粒子之间的关系。两个或两个以上的粒子之间相互关联的现象，一个粒子的状态改变会影响另外一个粒子的状态。这就是大家常常说的“爱因斯坦称为鬼魅般的超距作用”。
3．目前有那些基本粒子能产生量子？
理论上，我们可以使用61种基本粒子来产生量子，基本粒子分别为夸克(quark)36种，轻子(lepton)12种和玻色子（boson）13种。目前发现了金刚石碳晶格有数百种不同的缺陷，而带负电的氮空位中心缺陷在量子应用中具有重要地位。在重复碳原子的完美金刚石晶格中，去除两个相邻原子，一个用氮原子填补，另一个保持空位，这样就形成了中性的NV缺陷。如果附近晶格缺陷中有更高能量的电子(通常来自没有匹配空位的氮原子)，这个电子将转移到NV中心使之带一个负电荷。目前发现金刚石材料晶格中的空位（缺陷）具有纠缠特性，而且还是常温，可以作为量子比特（量子位），并发射被称为单光子的单个光粒子。我们知道粒子是非常小的，质子、中子的大小，只有原子的十万分之一，而轻子和夸子更小，还不到质子、中子的万分之一。玻色子具有传递和粘结作用。
由于大部分的基本粒子难以控制，因此目前常用来产生量子的基本粒子，包括电子的自旋、光子的偏振等等。我们知道，电子的自旋状态才是量子，电子层属于轻子；光子偏振的特性才是量子，属于玻色子，而存量玻色子就是鼎鼎有名的希格斯玻色子(Higgs boson)。它是标准模型里的一种基本粒子。是一种不色子。是希格斯 它与空间中的物体的质量的形成有关。有了质量，粒子才会结合为原子，有了原子，才会有分子，有了分子，才能有物体。因此“希格斯粒子”被认为是一种形塑了世界万物的粒子，没有它，就没有人们所见的世界，可能这就是为什么它会被赞誉为“上帝粒子“（God particle）的原因。
完美的不完美：金刚石的量子世界---知乎专栏
4．量子计算机的发展为什么很重要？
目前，量子科技主要分类和应用有三大领域。第一类是量子咨询，利用量子效应来进行计算，主要研究量子计算机以及量子演算法。第二个是量子通讯，利用量子效应进行通讯，主要研究量子密钥分发和量子隐性传递。第三个是量子原件，利用量子效应来感测，主要研究量子感测器、量子雷达等。
从科技角度看，掌握量子计算技术，就掌握了未来发展的先机，而未来，量子计算技术，则是更先进、更有希望实现未来算力的下一代计算技术。所以量子计算备受学术界和工业界的关注。
从社会角度看，量子计算机是先进数字生产力的代表。业界公布的一些量子计算机原型机，如谷歌“悬铃木”、IBM Q System以及中国中科院的“九章”，在科研实验中逐步展现了一些算力优势，能展现比超级计算机高数千倍以上的计算效率。材料、医药、金融、物流、制造等众多行业纷纷开始关注、探索与尝试。而量子计算机在信息安全、高性能计算领域的影响力，也已基本成为业界共识，引起各国高度重视。目前,虽然量子计算机的成熟应用，预计还要数十年甚至更长的时间，但是它在一些细分场景的逐步应用，应该会在不久的将来，会给我们带来一些惊喜。比如，辅助研制疑难杂症特效药、加快研发更轻便舒适的新型布料，等等。当然，量子计算机作为商品走进千家万户，可能还是更遥远的事情，不过谁也无法预测技术发展与普及的速度。
从科技发达的国家对量子科技的重视程度和巨大投资来看发展量子科技的十分重要性。
2018年2月21日美国国会通过了“国家量子法案”，要求所有国家机构要优先支持量子研究，投资36亿美元。
欧盟也通过了“欧洲量子旗舰计划”，要求全欧都要参加量子研究，首批项目投资10亿欧元。
日本推动了一系列量子研究计划，几乎年年都有巨大投资，就平台扩展共享量子计算，就投资42亿日元。
中国在合肥建立国家量子研究中心，就投资100亿美元。
看来，这是一场不动枪，不放炮的名副其实的世界大战！美国能有今天的地位，与他当年的原子弹技术、今天的传统计算机和量子计算机技术，远远地走在世界最前面的真正实力是分不开的！
5．量子计算机和我们常见的计算机，有哪些区别?
谷歌首席执行长皮查伊与该公司位于圣巴巴拉实验室内的量子计算机。图片来源：GOOGLE/REUTERS
量子计算机的最小计算元件，要比普通计算机（智能手机、笔记本电脑、工控机、服务器等）的先进得多，强大得多,并由此衍生出其它7个方面的区别。
首先我们可以发现，一个量子所表示的计算数值，比一个晶体管要多很多。特别是量子的“叠加态”特性，使一个量子可以同时保持多种状态，也就意味着它可以同时表示多个计算数值。
那么，量子计算机和我们常见的计算机有哪些区别呢？
1、制造最小计算元件的技术不同（量子芯片工艺）。量子计算机的芯片，目前有超导、光量子、离子阱等多种技术路线制备，而经典计算机的芯片，主要采用光刻机；
2、单个芯片内包含的最小计算元件数量不同：最新的英伟达GPU H100，包含约500亿个晶体管，而IBM最新公布的量子芯片Osprey仅包含433个量子；
3、计算能力的不同：仅拥有约50个量子的量子计算机，在完成特定计算任务时，已经可以比现在算力最强的经典计算机快数千、甚至数万倍以上；
4、硬件系统不同：目前的量子计算机均需要专门的配套设备和系统。比如：制冷机，数模控制系统等等。这也使得目前的量子计算机从外观上显得比较笨重，有些像60年前刚问世不久的电子计算机；
5、软件系统不同：一方面，量子计算的算法和应用程序，都需要适配量子计算原理，和经典计算机有很大不同。 另一方面，无论是算法还是应用程序，因为要转换成量子可以运行的指令，量子计算机需要专门的编辑器，对软件进行编译；
6、应用领域不同：当前的量子计算机，相比经典计算机，会在以下的一些领域应用更广：材料和药物研发，金融投资组合优化，物流调度，机器学习训练，气象预测等，而经典计算机已经广泛应用于所有领域，带动着整个社会的数字化。
7、技术成熟度不同：经典计算机自1946年第一台电子计算机问世以来，历经60余年，技术、工艺和产业链已经趋于成熟，既可做得如智能手表一样小巧，又能在一块芯片上集成几百亿个晶体管；而量子计算机的工程研发是从2012年前后才真正开始，到现在仅有10多年，目前公布的量子计算机，更像是原型机和技术验证机，各项技术、工艺、以及产业链都还不稳定，更谈不到完善。
6．“量子体积”越大，量子计算机就越厉害吗？
量子体积的确是评测量子计算机综合性能的重要指标。为什么会有“量子体积”这个概念呢？这是业界为了更准确描述不同技术路线的量子计算机的性能，而引入的一个与硬件无关的指标。量子体积表示了量子计算机可以成功实现的方形量子电路的最大尺寸。通俗来说，这个性能指标与量子比特的数量、量子电路最大深度、保真度、连通性、串扰等物理指标相关。通常来说，量子计算机的量子体积越大，可以解决的问题就越复杂。2022年10月，量子计算公司Quantinuum就已在20比特的离子阱量子计算机中实现了8192这一目标，只不过量子计算原型机离实用化还有相当长的路要走。
作为一个性能衡量指标，现阶段量子体积显示出了一定的科学性和通用性。但随着量子芯片工艺的飞速发展，未来可能会有更多更适应技术演进的评价指标出现。
7．量子计算机，真的“无所不能”吗？
从现实的角度看，未来的计算机越来越强大的趋势是比较明确的，随时、随地、随处可用的未来计算机服务也是可以预期的，但是计算机依然不是“无所不能”的。数学有一个分支叫做可计算性理论和计算复杂性理论，它告诉我们，世界上的很多问题，是无法通过计算来解决的，无论采用什么计算工具，量子计算机也不例外。那么量子计算机擅长什么样的计算任务呢？简单地说，量子计算机更适合计算那些如果用经典计算机来计算，即使用最好的算法，计算量也非常大的一部分问题。一个形象的例子，就是“大海捞针”问题：解这道题的算法很简单，就是找遍大海的每一个针可以掉落到的角落。但是这道题的工作量巨大，需要搜寻整个广袤的大海，从海面、到海底。类似的问题，还包括在没有索引的情况下，在一个电话簿里查一个号码，在海量人脸中找到你的头像等等。联系到金融投资组合优化、物流和交通优化、计算化学、分子模拟、新材料研发、医学药品研发等等许多应用场景。量子计算机未来能真正解决这些问题的话，对社会的贡献也是巨大的。目前的量子计算机的研发过程中，存在一个重大的难题：噪声问题。简单说，就是在操作量子进行计算的时候，量子本身的稳定性、量子之间相互的影响以及操控动作本身，均会产生计算任务本身不需要的干扰。而这些干扰会直接影响计算结果的准确性，甚至会造成计算中断和失败。目前，科学家们在不断改进量子的退相干和纠错技术，提高计算准确的概率，最终可以将整个计算过程的错误率控制到接近于零。这样，量子计算机就可以精准进行我们想要实现的计算了。
8．怎么造出“全知全能”的“未来计算机”？
经典计算机和量子计算机各自做自己擅长的事，这是目前行业对于未来计算机发展的一个比较明确的共识。一个非常重要的举措就是：造出量子计算机，并将量子计算机与经典计算机相结合，进行系统集成甚至连接成算力网络。制造量子计算机也要先造出硬件系统和软件系统。首先，需要制造量子计算机的核心计算单元——量子处理器（英文简称QPU，也称量子芯片）。QPU是制备和保存量子计算的最小计算单元“量子比特”（bit,即二进制位）的硬件系统，功能类似CPU。目前制备量子比特的技术路线至少有5种，被量子计算机研发机构采用的，有超导量子、光学量子、离子阱、中性冷原子、量子点，金刚石NV色心，拓扑量子等也在试用。其次，还需要一系列的配套系统，使QPU运行起来。常见的配套系统有：测控系统、低温设备和组件，超高真空腔、激光器、光子探测器等等。QPU和配套系统，组成量子计算机的“主机”。第三，量子计算机的输入输出，目前还需要经典计算机的辅助，所以量子计算机的主机通常会连接若干经典计算机，便于操作人员通过键盘鼠标输入计算任务。量子计算机同样需要软件，来管理和操控量子计算机硬件，编译和运行量子计算软件；第四，需要用特殊的语言“编程语言和工具”，来编写量子软件和算法；第五，为了解决现实中的实际问题，量子计算机需要安装对应的量子软件，如量子化学分析软件，量子模拟软件等；第六，在量子软件内部，一般装载着相关的量子算法，来完成计算工作。相信随着量子计算机研发的不断进展，以及量子计算机与经典计算机的相互结合与协同发展，强大的“未来计算机“一定会出现。
9．量子计算现在已经在实际应用吗？
近年来，量子计算机原型机的研发都取得了长足进展。，已经大大超出了20年前科学家们最乐观的预测。回顾过去的2022年，量子计算原型机领域涌现了不少新的发展成果，可谓是百花齐放、百鸟争鸣。其中超导量子计算机路线最为耀眼，一如既往的领跑。IBM如期发布其433量子比特（bit,即二进制位）的量子计算芯片，为目前全球超导方向的最高水平，预计不久将达到1000量子比特。Google则更关注量子比特的质量，在量子纠错方面取得了持续的进展，可以制备保真度很高的量子逻辑门（有点类似芯片上由晶体管组成的逻辑门），因而门的保真度非常高。2023年2月，领军企业Quantinuum宣布基于其H1系列量子芯片，量子体积可达到32768（2的15次方），创造新纪录。2022年6月，Xanadu基于其可编程光量子原型机，完成高斯玻色采样实验，再次展示了量子计算优越性。2022年9月，法国Pasqal宣布推出324个原子（量子比特）的量子处理器。但其在工程层面的可用性还有待验证。Intel公司在2022年10月刷新了硅自旋量子比特数量，达到12个，同时芯片生产的优良率高达95%，是往商业化迈出的关键一步。但是，实际上目前离量子计算机真正产生商业化应用，仍然有很长一段距离。整体看，目前的量子计算原型机处于量子计算发展的初期阶段，仍然处于在量子计算领域叫做NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）的时代。要达成运行类似Shor算法这类标志性的量子算法和应用，仍需大量科研工作者努力攻坚，实现量子纠错，以及实现百万量级的量子比特相干操纵。这个过程，普遍预测至少还需要10-15年时间的科研创新和工程技术积累。目前，科学家们也非常积极地在挖掘现阶段量子计算原型机的应用潜力，用于探索解决包括金融、化工、生物、医药、航空和人工智能等领域问题的可能性。
10．量子计算，更适合做模拟仿真吗？
量子计算能够比经典计算机更快地模拟量子力学系统的化，这确实是量子信息科学前驱费曼当初提出量子计算想法的最初动机。而使用量子计算机模拟量子系统，目前也被认为是量子计算最有前途的应用领域之一，并且可能是具有工业相关性的首批领域之一。
我们从材料科学、药物发现和蛋白质折叠三个例子来了解。量子计算能够有效地模拟量子演化，在材料科学中具有重要的应用。例如材料化学模拟中，一旦自旋数大于大约100，某些磁性模型就完全无法在经典计算机上进行模拟。药物发现的应用也是一个活跃的领域。例如，如果一个分子根本无法使用经典计算机建模，但可以使用数百万个量子位在几个月内建模。如果这种药物可以治愈严重的疾病，那么确实是一种优势。量子计算也被研究用于对蛋白质等较大分子折叠的方式进行建模，这是一个难以在经典计算机上解决的问题。
11．目前国内外有哪些公司和机构在做量子计算？
据麦肯锡《量子科技观察》的统计，目前国内外从事量子计算的企业和机构总数已经超过450家，分别在量子芯片、量子计算机系统、量子算法、量子软件开发工具、量子应用软件、量子云平台等方面投入研究和研发。从事量子计算的企业和机构，可以大致分为4类：信息与科技企业，国家级科研机构，初创公司和科研院校，如IBM、谷歌、微软、英特尔、霍尼韦尔、英伟达、亚马逊、日立、NEC、阿里巴巴、华为、百度、腾讯等；国家级科研机构，如美国的费米国家实验室和阿贡国家实验室，国内的中科院量子信息与量子科技创新研究院等；初创企业，大都是在2015年以后成立，比较有代表性的有D-Wave、Rigetti、Xanadu、IonQ、Quantinuun、本源量子、国盾量子等；科研院校，如MIT麻省理工大学、哈佛大学、马克思普朗克学会、中国科学技术大学、东京大学、剑桥大学等等。
12．量子计算在实际应用前，还有哪些工作要做？
量子计算机在实际应用之前，还有很长的路要走。从系统角度看，硬件方面，要提高量子比特数量和质量，提升量子纠错技术和操控观测技术水平，还要完成量子计算机制造工艺标准化，运行成本优化，运行能效优化；软件方面，需要研发具有实际应用价值的量子算法，以及量子应用软件开发；而理论方面，还要完成计算优越性的严谨数学证明、经济价值的大量实验和科学论证等等。
从代际角度看，量子计算机还要经历“含噪声中等量子规模量子计算机”的NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum)时代，最终达到具备足够量子数量和质量的“容错量子计算机”FTQC(Fault-Tolerant Quantum Computing)时代。
从量子计算机研发的整体来看，想加快实现量子计算机的实际应用，更加需要科技界和工业界长期持续的合作研究和实验。经典计算机技术的成熟和普及，也历经了40年；量子计算机的研发，才开始了20年，并不算长。以IBM为例，IBM开展量子计算研发已有12年，是最早投入研发量子计算机的前驱企业之一。2011年，IBM便开始进行量子计算机理论和实验研究；2016年，IBM首次将量子处理器放在云上提供实验服务；2020年，IBM在投入量子计算研发10年后，公布了自己从2019-2023年的研发路线图，更加笃定地前进着；2022年，IBM更新了自己的路线图至2025年，并调整了2022年以后的技术路线。可以看出，IBM很可能是在大量的实验甚至是商业化考虑后，才实现了技术更新。令人欣慰的是，自2020年以后，IBM一直坚定履行着自己公布的路线图和里程碑计划，不断为量子计算机技术的发展做出关键的贡献。2022年12月，IBM更是如期交付了可以制备433个量子比特的Osprey超导量子芯片，超导量子计算机的研发向前迈出了坚实的一步。又如谷歌，也是在2015年前便开始投入量子计算机的研究。到现在的近8年时间里，行业乃至整个社会，对于量子计算机的认识在不断增强。2023年2月，谷歌在《自然》杂志上发布了自己在量子纠错领域的进展，初步科学实验证明，量子纠错确实可以改进量子计算的准确性，而这才仅仅是谷歌实现可用量子计算机的第二个步骤。距谷歌所规划的，2029年实现真正商用的量子计算机，还有相当一段距离。从当前量子计算机所处的NISQ时代来看，在现有量子计算机硬件的条件下，找到更多兼具计算优越性和实际经济价值的算法、以及面向实际应用场景的量子应用软件，被认为是当前加速量子计算实际应用的重要思路。量子计算，是划时代的硬核科技，有望成为构筑未来算力、重塑未来世界的重要前沿科学技术。随着国内外对量子计算机研发的持续投入，我们将跨越NISQ时代，进入FTQC时代，并进一步迎来兼具计算优越性和实际经济价值的量子算法与应用的大量涌现。我们对未来充满期待。
13．量子计算机的速度为什么那么快？
量子计算机最初是美国物理学家费恩曼于1981年设想的。他提出了一连串令人深思的问题。首要问题是：经典的计算机可以用来模拟量子物理吗？答案是否定的，经典计算机不是万能的，它解决不了计算量按指数增长的问题。就像现在的经典计算机无法在足够短的时间内破解保密通信的密码一样。以现代通信技术中的加密算法为例，一般使用上百位的两个素数来加密，第三方要破解出来需要巨大的计算量，是花费上百年的时间。当我们试图用计算机来模拟量子力学时，计算量将随着微观粒子数的增大而呈指数级增加。如何才能模拟量子世界呢？费恩曼的想法别具一格：他认为微观世界的本质是量子的，想要模拟它，就得用和自然界的工作原理一样的方式，也就是量子的方式才行。为什么量子计算机可以带来计算速度的飞跃呢？这要从两种计算机所用的基本单元说起。
计算机的基础是比特。从物理的角度看，比特是用某点电压的“低”和“高”来表示数学上的0和1。比特要么是0，要么是1，两种状态中只能取其一，这是由经典物理的确定性所决定的。而在量子计算机中，我们使用量子态作为“量子比特”。量子现象的基本特点是不确定性，量子态是那种“既是此，又是彼”的叠加态。一个量子比特是非确定性的，同时是0又是1。当然，表示1个和2个的差别不大，2倍而已。但是三个比特则可以同时用来代表0～7这8个数。现在，如果有一个3个量子比特系统构成的计算器，我们将这个系统乘以5，这时，系统中0～7的所有8个数都开始进行运算，并同时得出每一个数乘以5之后的8个结果来！也就是说，三个量子比特相当于8个经典比特的计算器同时进行平行运算，速度快了8倍！
由于，量子计算是通过量子比特的叠加态去计算，这使得每一个量子比特都不是固定的状态，而是“可能性”状态，这使得量子比特的数量越多，量子计算机的计算速度也是指数级增长。 因为量子比特是具备“可能性”状态，所以在并行计算上，量子计算机的计算速度是远超过经典计算机。
量子计算机能算这么快,这是由它的工作原理决定的，有必要先简单了解下传统计算机是如何具体地工作的，只有这样才能直观量子计算机到底提升在什么地方。
传统计算机的最小组成单位是晶体管，它的最本质的工作原理就是利用晶体管的开和关来表示0和1。这就是计算机里表示数的最小单位：比特，也叫做1位。有了0和1，我们就可以用二进制表示所有的数了。我们还可以用很多个晶体管组成各种电路来完成特定的运算，然后这些简单的电路可以再组合成更加复杂的电路，最终形成一个完整的计算机芯片。
现代计算机芯片里包含了成百上千亿个晶体管，比如苹果的M1Ultra里就有1140亿个晶体管。可能到2025年，世界上所有芯片里晶体管的数量总和，会超过世界上所有人身体里的细胞数量总和。
不管晶体管再多，每个晶体管在同一个时刻只有一个值。因为晶体管的状态要么是开要么是关，所以只能表示0或者1。如果要进行大量计算的时候，一个方法是加快每次计算的速度，比如提高CPU的计算频率，另外一个方法就是多个计算同时进行。但是对于特别复杂的问题，买成千上万台服务器可能都解决不了，可能要算15万年之久。
量子计算机里没有晶体管了，它表示数的最小单位也不是比特了，而是叫量子比特Qubit。它也有0和1两个值，但它还可以表示0和1之间的任意状态，这个就是它的玄妙之处。量子叠加和量子纠缠这两个特性是量子计算的关键，借助这些特性，最重要的就是一次性完成多个计算，从而极大提升计算的速度。
14．造一台量子计算机很难吗？
计算机的核心都是芯片。传统计算机的核心是CPU，而量子计算机的核心是量子芯片。传统CPU芯片关注芯片制造的工艺，比如使用3纳米还是5纳米工艺；量子芯片对制程工艺并没有那么严格的要求，而是对芯片的运行环境有着严格甚至是严苛的要求。为了实现对量子比特的精确控制，就需要精确控制量子芯片周围的温度、震动、噪声、电磁波等等环境因素。
量子芯片工作在极低的温度，达到了零下273.14度，只比绝对零度只高一点点，要用特殊的制冷机。所以对制造量子芯片的材料也有更高的要求，比如使用更高纯度的硅等等。
设计芯片用的EDA软件也要重新设计和开发，比如需要重新采集低温环境下电路数据，量子芯片的数据输入和输出，也要通过专门的路径和控制芯片来完成。
计算机软件也是同样重要甚至是更重要的部分。和传统计算机类似，量子计算机也需要通过编程才能使用，这就需要编程环境和编程工具，起到量子软件和硬件的桥梁和纽带作用，它们统称为量子计算平台。
虽然已经很复杂了，但这个时候这个量子计算机还不算是能用。为了真正让量子计算机从实验室里走出来，实现商业化应用，还要解决的另外一个关键问题就是实际应用，就像人工智能里下棋的阿尔法狗、新能源汽车里的无人驾驶一样，量子计算也必须找到自己的杀手级应用。
除了一开始说的质因数分解这些特别基础性的应用之外，其实人们更关心什么时候能把量子计算机用在更广泛的领域，比如机器学习、互联网、生物医药这些地方，并且让普通开发者也能用量子计算机进行开发。
在这次百度的发布里我们可以看到，他们把百度飞桨和量子计算结合在了一起，做了一个量子机器学习平台量桨，在里面提供了量子神经网络、量子核方法、含噪量子电路模拟等模块，能帮助开发者快速进行量子机器学习的研发。
除了机器学习之外，其他不同产业的开发者也可以利用这个量子软件平台里的应用软件、操作系统、硬件驱动来构建自己的应用，让普通开发者和各行各业都参与进来，一起把蛋糕做大，才能帮助量子计算真正实现产业化落地！
综上所述，量子计算对传统计算机的超越，并不是结束，而是刚刚开始。对于革命性的量子新兴技术来说，开放合作、兼容并包，继承传承，一起构建健康的生态是最重要的。