近些年來,全球許多國家把注意力集中在量子領域,投入了大量的人力和物力進行研究,可見大家對量子領域的發展是多麼重視。我國也十分重視量子領域的發展,根據國內媒體報道,前段時間我國科學家潘建偉帶領團隊成功研發出我國最新的量子計算原型機“九章”。這臺量子計算機最大的特點就是能進行指數級運算,運算速度超過超級計算機。

對於常人來說,超級計算機的運算速率已經非常快了,絕大多數日常工作和生活的問題還用不到超級計算機。而九章量子計算機能夠在一分鐘內達到所有超級計算機1億年運算量的平均水平,這意味着它能夠在更多複雜的情況下解決更難運算的問題。既然量子計算機的運算能力如此強,那麼它可以模擬宇宙的演化過程嗎?

在探討這個問題之前,我們首先需要了解一下科學界曾經出現的一個著名論題——丘奇-圖靈論題。這個論題是以著名的數學家阿隆佐·丘奇和人工智能鼻祖阿蘭·圖靈的名字共同命名的,其最原始的意思是任何計算和算法都能讓一臺圖靈機運行,即圖靈機能夠運行不同編程語言所形成的程序。

後來隨着時間的發展,這一論題逐漸提升到另一個層面,即任何物理系統都能用計算機來進行模擬。然而科學家在逐步深入探索微觀世界之後,發現這一論題存在不嚴謹的地方,因此用一臺計算機能模擬任何物理系統的說法逐漸被遺忘了。到了上世紀80年代,科學家理查德·費曼在模擬量子現象的過程中發現,用量子系統構成的計算機或許運行更快。

這就是最早的量子計算機概念,經過了三十多年的發展,量子計算機不僅已經成爲了現實,而且在一些領域還發揮了巨大的優勢,例如數據檢索。在普通電腦中進行檢索操作,通常需要對候選結果進行依次檢索。而量子計算機則通過匹配算法來進行檢索,所省下的時間也是指數級的。

我國著名科幻作家劉慈欣在他另一部著作《鏡子》中描述了超弦計算機,只要將微觀粒子的信息輸入到這個系統中,它就能模擬整個宇宙的演化過程。那麼如此宏偉的目標在現實中是否能實現呢?對此量子領域的科學家表示,科幻作品雖然有些設定以現實理論爲依據,但所暢想的內容距離實現太遙遠了。

換而言之,當人類達到能夠模擬宇宙演化的程度時,人類文明水平已經提升到好幾個層次,而這在未來以及遙遠的未來是不太可能實現的。因此迴歸到現實中,我們應該注重量子計算機的實際應用和基礎理論,不要被太過遙遠的想象所帶偏。隨着越來越多國家加入到研發量子計算機的行列中,未來的世界可能會迎來再一次科技革命,敬請期待。

相關文章