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量子计算的未来(中文版)

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15 | 超越处理器基准:关 注重点的转移 量子计算领域最近的另一项关键发 展,是从强调处理器基准转变为关注 实际应用。这一转变对于将量子计算 从理论概念转变为具有实际应用价 值的应用型技术而言是至关重要的。 一项针对2023年量子计算项目的分 析表明,到2035年,量子计算对汽车、 化工、金融服务和生命科学等行业的 经济影响可能高达1.3万亿美元。 要充分发挥量子计算机的潜力,除了开 发孤立的量子算法之外,还必须关注 广泛的应用研究。这类研究包括确定 真正受益于量子解决方案的应用,并 将这些技术集成到现有的计算工作流 程中。这项任务极具挑战性,需要跨学 科的合作,包括量子信息科学家、领域 专家和企业领导者,同时还要突破当 前量子计算机的限制,并为规格和时 间表都不确定的未来应用做好准备。 这个过程涉及到培养正确的能 力和知识。跨学科学习是一项 曲折、艰巨的任务,因而这一过 程可能要持续数年时间。 将量子计算集成到现有工作流程中 仍需要开发关键技术,应用研究将 继续作为量子行业的指导力量。 量子模块化 在架构方面,量子也突破了一些早 期的障碍,量子模块化正成为大规 模量子计算机发展的变革趋势。 量子模块化标志着量子计算的重大进 步,它引入了可扩展的灵活架构,支持 经济高效的升级和增强的系统可访问 性。这个概念受到传统计算中的模块 化革命的启发,为量子技术的前沿带 来了灵活性、可定制性和安全性。这样 一来,企业可以根据特定要求定制量 子系统,针对各种应用进行优化,而无 需对系统进行彻底的改造。模块化设 计还支持不同量子技术之间的互操作 性,例如离子阱和超导量子计算机,从 而能够为特定任务选择合适的技术。 至关重要的是,模块化通过允许有针 对性的维修和升级,解决了量子系统 固有的脆弱性,从而减少停机时间,降 低维护成本。这种做法还在加强网络 安全方面发挥着关键作用,它可以提 供私有云访问和安全模块隔离等策 略,以防止数据泄露。向模块化量子计 算的转变,不仅通过专注于单个组件 来简化研发工作,而且还为量子网络 铺平了道路。在量子网络中,互联的量 子处理单元将协同工作,以实现前所 未有的计算能力。随着量子计算行业 的发展,模块化系统的实际应用必将 重塑这个行业的格局,这将使量子技 术更容易为全球企业所掌握和应用。 量子通信的进步 从陆地到海洋,量子在通信前沿也正 掀起波澜。量子通信领域的新进展极 大地增强了利用量子原理进行安全 数据传输的技术。该领域的一个显著 成就是将量子通信应用到海底光缆。 这个项目由euNetworks Fiber UK Ltd公司牵头,在英国和爱尔兰之间 成功建立了224公里长的Rockabill 海底网络量子连接。这标志着量子通 信的一个重要里程碑,突破了长距离 和恶劣条件下安全数据传输的局限 量子信息隐形传态 另一个突破性的进展,是在墨子号卫星 的帮助下,在超过1200公里距离上实现 了量子信息隐形传态。这一发展证明了 量子通信在远距离上运行的潜力,这种 潜力远远超出了传统通信方法的能力。 微芯片之间的量子比特传输 从长距离到极小距离,苏塞克斯大学 (University of Sussex)和Universal Quantum的研究人员在量子计算机 微芯片之间传输量子比特(qubit) 方面都取得了长足进步。这一进展 对于量子计算的实际实施至关重 要,它实现了多个量子系统的集成, 并增强了量子网络的可扩展性。 量子通信的一个关键方面是其固有的 防窃听安全性。光粒子(光子)可沿着 光缆在极度脆弱的状态下传输数据, 这一原理确保了诸如试图操纵或窃取 数据的任何干扰都会导致粒子坍缩。 该特性对于安全传输敏感信息(如银 行交易详情)尤为重要,使量子通信成 为保护传输中数据的强大解决方案。

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