量子运算（quantum computing）真的有这么厉害吗？这项被视为“下个世代运算工具”的技术，要真正迈向商用，恐怕还需要科学家多年的研究与努力。在解决复杂的数学问题上，量子电脑一直被认为，相较于传统电脑拥有理论上的优势，不过碍于现阶段技术，这些理论都还无法确切被证实。
不过现在，IBM 研究人员已经有证据可以证明，量子电脑确实比传统电脑运算速度还要快上许多。
IBM 证明量子电脑超越传统电脑
过去人们都认为在解决特定问题时，量子电脑比传统电脑好，但这都只是理论而已，要把两者放在相同的条件下比较，在现在的技术下比较难实现。“我们可以证明，在相同时间内运作的量子电脑，确实比传统电脑更强大，能更好的解决二元二次型相关的某些线性代数问题。”最近 IBM 研究人员 Sergey Bravyi 与德国慕尼黑工业大学的一组研究人员在《Science》上发表了一篇论文，让过去的理论终于被证实。
一般电脑（包括桌机、笔电、平板、智能手机）都采用二进位制的计算单位“位元（bit）”，意思是 0 与 1 的二分法，一次只会出现 0 或是 1 单一种状态，也就是“yes / no”形式；量子电脑则采用“量子位元（qubit）”，这种计算方式有“叠加（superposition）”特性，可以同时出现 0 与 1，产生 00、01、10、11 的叠加状态，也就是“yes / no / both”形式。
▲ 过去人们都认为在解决特定问题时，量子电脑比传统电脑好，但这都只是理论而已，要把两者放在相同的条件下比较，在现在的技术下比较难实现。
正因为量子物理定律可以允许同时出现多个状态，在面对相对复杂的问题时，量子电脑一直被认为，拥有比传统电脑更快解决问题的能力。
为了证明过去量子电脑具有优势的理论，研究人员开发出一种可以得出困难代数问题的量子电路，这种量子电路只会在每个量子比特上执行固定数量的运算，研究人员称这样的电路具备“固定的深度”。
研究人员表示，因为量子电脑可以同步处理许多问题，因此不论输入量的多寡，量子电脑都可以在固定数量的步骤内解决问题；而传统电脑面对复杂的问题时，一旦输入的量越多，就会需要更多的步骤才能解决问题。白话来说，研究人员发现传统电脑不能在“固定的深度”中解决相同的问题，而量子电脑正因为量子物理的非局限性，证明了比传统电脑更强大。
▲ 研究人员发现传统电脑不能在“固定的深度”中解决相同的问题，而量子电脑正因为量子物理的非局限性，证明了比传统电脑更强大。
“实验结果证明量子电脑确实有很多优点，不必再靠着没经过验证的理论空想了。”IBM Q 策略与生态系副总裁 Bob Sutor 表示：“这次发表的论文并没有解决实际的问题，而是帮助我们理解为什么量子电脑这么强大，希望未来能提出更实际的应用。”
需要注意的是，虽然研究证实量子电脑确实比传统电脑快，不过因为现在量子电脑技术仍不成熟，并不代表我们现在拥有最好的量子电脑，已经足以超越现在最厉害的传统电脑。
（本文由 数位时代 授权转载；图片来源：IBM）
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