傳統(tǒng)的計算方式能讓我們走到今天，也是令人驚訝的。從20世紀70年代末開拓性的Apple II到今天的智能手機和超級計算機，所有的處理器都將任務分解成二進制。但生活是如此復雜，以至于以如此初級的方式呈現(xiàn)信息，就像用摩斯密碼演奏拉赫瑪尼諾夫的協(xié)奏曲。

量子也更符合自然界的規(guī)律。分子（宇宙的組成部分）是由存在于原子中的電子結(jié)合在一起的多個原子。這些電子基本上同時占據(jù)兩種狀態(tài)的方式就是量子粒子的復制，通過預測藥物與人體的相互作用，或物質(zhì)在腐蝕下的表現(xiàn)，為自然科學和材料科學提供了應用。傳統(tǒng)的制造業(yè)需要經(jīng)過基于計算的猜測、通過試驗和錯誤取得突破；通過反映自然界，量子應該能允許進步被有目的地設計出來。

當世界上最大的公司和數(shù)百家初創(chuàng)公司都在爭相利用量子時，IBM近年來已成為行業(yè)領導者。如今，該公司擁有超過60臺正常運行的量子計算機（比世界上其他公司的總和還要多），而且合作者名單中包括從?？松梨诘剿髂岬葞缀跛行袠I(yè)的巨頭。對于這家成立于一個多世紀前、以生產(chǎn)打卡機為生的傳奇公司來說，這是對技術頂峰的回歸。近年來，由于沒有抓住云計算和人工智能的主動權，IBM已經(jīng)落后于蘋果和微軟等競爭對手。量子提供了一些救贖，「能再次回到頂峰真是太好了?！挂晃桓吖苷f，「我們曾沒跳上云端，一路下滑，這不是什么秘密。」

量子芯片是非常敏感的。這個有十年歷史的IBM量子處理器被用于一項實驗，證明了背景微波是如何影響量子比特的?

（去年）11月，IBM發(fā)布了其新的433個比特的Osprey芯片（世界上最強大的量子處理器）。IBM在其開源的量子工具包Qiskit上有20多臺量子計算機，該工具包迄今已被下載超過45萬次。為了圍繞量子建立一個產(chǎn)業(yè)，一些機器可以免費使用，而付費客戶，如初創(chuàng)公司和學者，可以通過租賃的方式遠程訪問更強大的機器。IBM有一個大膽的路線圖，今年將推出1121個量子比特的處理器，到2025年，通過創(chuàng)建模塊化的量子電路，在同一臺計算機中連接多個處理器芯片，將超過4000個量子比特?！改K化是一個很大的拐點。」IBM高級副總裁兼研究總監(jiān)達里奧·吉爾（Dario Gil）說，「我們現(xiàn)在有辦法設計出將擁有數(shù)萬個量子比特的機器?！?/p>

量子的工業(yè)用途是不可限量的。在寶馬公司的慕尼黑總部，有一面墻讓汽車設計師們夜不能寐。從頭開始創(chuàng)建一個新的汽車模型至少需要四年時間。首先，設計師使用計算機輔助造型設計，勾勒出美麗與實用相結(jié)合的外觀。接下來，用黏土雕刻出一個比例模型，并將其置于風洞中以評估空氣動力學。在對內(nèi)飾、發(fā)動機性能等作出無數(shù)決定之后，最終的測試就來了：原型車以35英里/小時的速度駛向傳說中的墻壁，測試它在碰撞中的表現(xiàn)。如果該車不能滿足各種安全標準，就會回到繪圖板。

這就是量子可以通過準確預測不同形狀的復雜材料在壓力下的表現(xiàn)來提供幫助的地方。「強大的模擬碰撞測試可以在整個過程中節(jié)省6個月時間?！箤汃R集團戰(zhàn)略、管理和IT安全副總裁卡斯滕·薩皮亞（Carsten Sapia）說，寶馬集團已經(jīng)與法國量子企業(yè)帕斯卡（Pascal）合作，「量子計算還將幫助我們在設計、最大內(nèi)部空間和最佳空氣動力學之間找到新的最佳狀態(tài)?！?/p>

這僅僅是個開始?，F(xiàn)代商業(yè)充滿了優(yōu)化問題，這些問題非常適合量子算法，可以節(jié)省時間、能源和資源。IBM公司的量子戰(zhàn)略和應用研究總監(jiān)凱蒂·皮佐拉多（Katie Pizzolato）解釋說，「我們不僅僅是在打造技術，我們還必須使勞動力能使用它?！?/p>

在過去幾年里，量子已經(jīng)從一個腳注變成了全球安全議程的首位。迄今為止，已有17個國家制定了國家量子戰(zhàn)略，還有4個國家正在制定這些戰(zhàn)略。根據(jù)《量子計算報告（Quantum Computing Report）》，自20世紀80年代中期以來，中國在量子研究方面的投資估計為250億美元。其頂級量子科學家潘建偉在2016年領導發(fā)射了世界上第一顆量子衛(wèi)星，并在2021年公布了當時創(chuàng)紀錄的56比特量子計算機。中國2021年3月公布的第十四個五年規(guī)劃，將掌握量子技術作為政策重點。

作為回應，白宮在（去年）5月公布了一份《國家安全備忘錄（National Security Memorandum）》，該備忘錄命令所有聯(lián)邦機構向后量子安全過渡，因為「對經(jīng)濟和國家安全有重大風險」。鑒于升級關鍵基礎設施可能需要幾十年的時間，而且與互聯(lián)網(wǎng)相連的所有東西都具有風險，所以現(xiàn)在的動力是要采取行動。QuSecure公司的創(chuàng)始人兼首席運營官斯基普·桑澤里（Skip Sanzeri）說：「我們意識到，雖然（量子）對人類來說是美好的，但人們要做的第一件事就是將這些系統(tǒng)武器化。」QuSecure是一家后量子網(wǎng)絡安全公司，被美國軍方和聯(lián)邦政府招募來處理可能耗資1萬億美元的網(wǎng)絡安全升級。

不過，（美國）國防部前首席數(shù)據(jù)官大衛(wèi)·斯伯克（David Spirk）擔心美國有落后的風險，并呼吁對量子進行「類似曼哈頓計劃」的關注。根據(jù)世界經(jīng)濟論壇的數(shù)據(jù)，去年全球在量子方面的支出超過300億美元，其中中國約占一半，歐盟約占四分之一。與此同時，美國國家量子計劃只花了12億美元，與1萬億美元的國防開支總額相比，這一數(shù)字被稱為「微不足道」。「這不是一個即將到來的浪潮?！?/strong>他說，「它就在這里。」