量子计算对未来至关重要，但实现起来会有多难？

近年来，量子信息学发展迅速，因其强大的能力、广泛的应用前景而被视为“决定未来的技术”。它涵盖量子计算、量子通信、量子传感等领域，由此量子技术成为了当下世界各国新兴技术竞争的焦点。

10月7日，美国国家量子协调办公室发布《量子前沿》（Quantum Frontiers）报告，列出了八项重点聚焦的前沿方向。加拿大国家研究委员会指出，到2040年，量子技术将产生规模1424亿美元的产业，并提供大量就业机会和政府财政。

人们对计算能力的需求日益增长，传统计算模式面临巨大挑战，而量子计算因其远超经典计算机的计算能力而受到很大重视。那么，量子计算的精髓到底是什么？除量子比特数目之外，还有哪些性能对量子计算至关重要？建造实用的量子计算机为什么如此困难？

中科大教授朱晓波的分享

大家好，非常高兴与大家分享量子计算的知识。经典力学首先我们来回顾一下经典力学的内容。量子力学举一个简单的例子。量子力学并不是一个完美而漂亮的理论，但它是一个非常实用的理论。

计算机的发展在过去，计算机并没有像我们现在这么便捷与强大。量子计算那么，量子计算到底能够在多大程度上取代经典计算机呢？实际上，这是一个非常前沿的问题。

量子计算到底有多难？总结起来，要实现量子计算，我们一方面希望操作一个单量子，即一个量子二能级系统，另一方面，量子计算的计算能力取决于量子比特数，我们需要把N个量子比特耦合起来，来构成一个复杂的量子计算系统。

超导量子计算超导量子计算是现在最受追捧的方向之一。超导量子处理器工艺与半导体芯片工艺非常相似，就是平面印刷工艺——通过印刷电感、电容和约瑟夫森结来构造量子比特。

量子计算处理器是一个对单量子态进行超高精度模拟的处理器，它要求必须达到百分之九十九点几这样高精度的控制。量子计算的核心就是量子处理器，为了实现对其高精度控制，需要把它放置在一个极低温环境中。

我们最终希望可以通过“通用容错量子计算”来实现比如解密算法等等的实际应用。一个真正的通用容错的量子计算机需要100万个量子比特，精度要求为99.8%。