計算機的出現(xiàn)，在50多年間深刻顛覆了人類的生活模式。那么，什么會顛覆如今的計算機?科學家給出的答案是：量子計算機。
量子計算機被全球各國科學家公認為最重要和尖端的科技之一，近年，各國科技部門以及多家大型科技企業(yè)都在這一科研領域投入巨資。在谷歌兩年前建立量子計算機實驗室之后，阿里巴巴集團也跟中國在量子計算機研究上的國家隊走到了一起。
7月30日下午，阿里巴巴集團(下稱阿里巴巴)旗下阿里云宣布聯(lián)合中科院成立“中國科學院-阿里巴巴量子計算實驗室”。
根據(jù)阿里巴巴發(fā)布的新聞稿：實驗室將結合阿里云在經(jīng)典計算算法、架構和云計算方面的技術優(yōu)勢，以及中科院在量子計算和模擬、量子人工智能等方面的優(yōu)勢，顛覆摩爾定律，探索超越經(jīng)典計算機的下一代超快計算技術。
阿里巴巴以資金和阿里云應用經(jīng)驗助力中國量子計算機研制，無疑會加快中國量子計算機面世的步伐。但這能否讓中國在這一領域領先，并不確定，因為該領域的世界科研競爭太過激烈。
量子計算機是指遵循量子力學規(guī)律進行高速數(shù)學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的計算機。 在科學界看來，在量子計算機強大計算能力的幫助下，人類可以提供更為精準的天氣預報、讓藥物發(fā)現(xiàn)過程更高效、迅速計算出最佳路線、甚至發(fā)現(xiàn)更多的系外行星。
根據(jù)中國科學院-阿里巴巴量子計算實驗室的研究計劃：預計到2025年，量子模擬將達到當今世界最快的超級計算機的水平，初步應用于一些目前無法解決的重大科技難題;到2030年，研制具有50-100個量子比特的通用量子計算原型機。
按照中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心主任潘建偉的說法， 新一代量子計算機能夠解決目前世界上最好的超級計算機都無法解決的問題，而速度將比世界上運行速度最快的中國“天河二號”超級計算機快百億億倍。
實際上早在五六年前，計算機業(yè)界就開始預測，經(jīng)典計算機的摩爾定律很快就會因為芯片的晶體管精細程度達到分子級別而達到極限。目前的加工水平已經(jīng)達到10納米，極限已然接近。而量子計算機，是讓計算能力得到倍增的必由之路。并且這一計算能力的飛躍，將遠遠超越從算盤到當代超級計算機的提升。
對于阿里巴巴來說，每年3000萬元的投入并不算多，對于研發(fā)量子計算機來說也是杯水車薪，但這卻是中國民營企業(yè)在前沿技術研發(fā)上的最大一筆投入。這件事情的示范意義在于，工業(yè)界與學術界割裂的鴻溝由此開始彌合。
當然，前方面臨的困難并不簡單。
15年計劃
根據(jù)阿里和中科院這次的計劃，阿里巴巴將每年投入3000萬元，建設量子計算實驗室，首期合作5年，計劃合作年限為15年。實驗室成立后，將面向國內外延攬掌握核心技術、處于創(chuàng)新能力高峰的拔尖人才，打造中國量子計算研究的“夢之隊”。
阿里巴巴集團首席技術官王堅博士對財新記者說， 通訊和計算的問題是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)最關心的問題。從計算能力上說，傳統(tǒng)的技術已經(jīng)達到了一個瓶頸，而量子通訊技術對于通信安全性問題的解決，屬于一種根本性的突破。
不斷被挑戰(zhàn)，但不斷被驗證的摩爾定律，終于即將走到盡頭。在人類對于晶體管的加工水平已經(jīng)達到十幾納米量級的時候，微觀粒子的量子效應已經(jīng)不可以忽略不計，這讓已經(jīng)奏效數(shù)十年的以經(jīng)典物理為基礎的計算機體系結構，也基本走到了極限。
但是希望總是在絕望之后出現(xiàn)。如果能夠對于粒子的量子效應加以利用，其對于計算能力的提升將不只是百倍、千倍的級別，而是百億、千億倍的級別，在這種計算能力的幫助下，不僅許多因為計算能力而困擾人類的科學問題可以解決，對于廣大公眾和企業(yè)來說，在云計算時代作為一種服務而被提供的計算能力，可以說是“取之不盡，用之不竭”。
量子計算機與經(jīng)典計算機最大的區(qū)別，就是它的每個數(shù)據(jù)用不同的粒子的量子狀態(tài)表示，而且根據(jù)量子力學的原理，粒子的量子狀態(tài)并不確定，而是不同量子狀態(tài)的疊加。經(jīng)典計算機存儲數(shù)據(jù)的最小單位是比特，量子計算機存儲數(shù)據(jù)的最小單位就是量子比特。