量子计算机：解决许多问题并创造许多新问题

IBM位于纽约州韦斯切斯特县的Thomas J. Watson研究中心拥有最新的油桶大小的量子计算机，可用于完成某些任务的速度比普通笔记本电脑快数百万倍。

在IBM System One的铝管内，有三个圆周缩小的圆柱体，由与蒙娜丽莎绘画保护器相同类型的保护玻璃保护。它包裹着一盏银线的枝形吊灯，银线穿过厚厚的金板流向量子芯片。为了确保一切正常，芯片需要一个高达0.015开尔文的超级冷却器。

量子计算机的功能非常独特。量子可以处理大量数据，以便它可以优化全球数千辆油轮的路线，决定哪些ICU患者需要最紧急的治疗，在原子水平上模拟化学过程以更好地设计新材料，并承诺通过训练更好的算法来改进人工智能。从 Time.com 页面报告，量子AI模拟显示出惊人的有效性和效率水平。

目前，许多公司正在竞相主导量子计算机行业，例如;谷歌、亚马逊和阿里巴巴。还有一家西班牙公司Multiverse Computing，该公司已经开展了试点项目，并与巴斯夫和博世等跨国客户取得了成功。多元宇宙计算使用其量子算法使外汇交易的利润翻倍，并发现近四倍的生产线缺陷。

与依赖二进制“比特”来处理信息的传统计算机不同，量子计算机由“量子比特”支持，这些“量子比特”以指数方式提高计算能力。根据国际数据公司的一项分析，全球量子计算行业预计将从 2020 年的 4.12 亿美元增长到 2027 年的 86 亿美元。

但新技术的存在不可避免地伴随着风险。量子计算机存在社会保障所关注的风险。量子计算机具有解决问题的能力将很快使所有现有的密码学过时。这肯定会危及通信、金融交易和军事防御。量子计算机行业将像互联网或经典计算的开端一样。

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虽然公司要求利用量子，但 IBM 近年来已成为行业领导者。如今，IBM拥有60多台工作量子计算机。此外，去年11月，IBM推出了新的Osprey 433量子位芯片，这是世界上最强大的量子处理器。围绕量子建立一个行业，IBM可以释放一些机器的使用，而对于付费客户，它可以在租赁的基础上远程访问更强大的机器。

量子工业的使用是无限的。慕尼黑的宝马公司使用量子计算来准确预测各种形状的复杂材料如何在压力下工作，并在设计和内部空间之间找到最佳结果。这样做是为了满足宝马产品的安全标准。

在过去几年中，量子已经从脚注变成了全球安全议程的重中之重。迄今为止，已有17个国家制定了国家量子战略，另有4个国家正在制定这些战略。

自 1980 年代中期以来，中国在量子研究方面投入了约 250 亿美元，并于 2021 年发射了第一颗量子卫星，并于 2021 年发射了一台 56 量子位的量子计算机，从而打破了记录。2021年5月，中国还将量子掌握作为政策优先事项。

白宫最终还发布了一份国家安全备忘录，命令所有联邦机构转向后量子安全，因为国家安全和经济面临重大风险。为了实现这一目标，美国持有一个1万亿美元的基金来改善网络安全。

后量子安全是必不可少的，因为几乎所有的网络安全，从WhatsApp消息，银行转账到数字签名，都基于RSA，这是一种非对称加密算法。普通计算机需要数十亿年才能破解RSA，而量子计算机只需要几个小时。

乌克兰战争也是一个警告。因为这场激烈冲突的开始是网络攻击，俄罗斯的目标是通信和重要基础设施，为其军事攻击奠定基础。这使得公共服务，能源网络，媒体，银行，企业和非营利组织成为网络闪电战的目标，这将影响食品，药品和其他援助物资的分配。

因此，可以肯定的是，国家安全是基于决策的速度和准确性。后量子安全性是必要的，因为如果拥有的计算机比对手快，获胜的概率要高得多。

然而，对量子的担忧不仅仅源于安全风险。量子原理涉及非常神秘的物理学，因此传统的验证变得非常复杂。因此，现在可以做的是在传统计算机上模拟许多量子计算以检查结果，同时在整个生态系统中建立信任，以便以后可以使用和调整量子计算。

IBM寻求通过开源量子计算机来减少对量子计算使用的犹豫不决，并欢迎来自世界各地的学者和企业家研究和使用它们。