坚信很多人早已会对这样的新闻深感陌生：“量子计算机将要找到大量新药，以医治顽疾！”“量子计算机将深入分析全球范围内的数据，从而寻找解决贫穷与不公平等问题的方案！”这些结论究竟靠不靠谱？很难谈。我们实质上无法确认确实的量子计算机不会以怎样的面貌经常出现——不过这也并不影响我们的激动之情。

我们甚至可以说道，量子计算机本身也正处于量子态当中——其正在彻底改变世界，但正是也依然是个很远的梦想。不过现在，美国国家科学基金会计划将量子计算机从理想转化成为现实——即在研究实验室中加以构建。而且，该基金会不愿为此投放大量资源。

今年8月，科学基金会发布了量子协商计算出来的软件自定义架构（Software－TailoredArchitectureforQuantumco－design，全称STAQ）项目。物理学家、工程师、计算机科学家以及其他众多研究人员将齐聚一堂，联合在五年时间内投放1500万美元积极开展这项研究工作。

其目标在于从零开始打造出世界上第一台实用型量子计算机——且拒绝不只是概念检验方案，而是确实用作经典计算机的新一代计算机设计成果。这里再行讲解一点背景：经典计算机与量子计算机之间不存在着一些明显差异。

相比于经典计算机中用于的要么为0、要么为1的二进制比特位状态，量子位（qubit）可以同时既为0、又为1。利用这些量子位展开信息传输或者展开计算出来的量子电路，被称作量子逻辑门；正如经典电路掌控型计算机电路中的电流一样，这些逻辑门将通过光子或者所捕捉的离子掌控各个量子位。

为了研发确实不具备实用性的量子计算机，科学家们必须弄清楚如何改良我们用作建构物理设备的硬件，以及运营于其上的软件。更加明确地谈，这意味著必须弄清楚如何需要容纳大量更容易错误的量子位的系统，并确认如何在面临大量噪声阻碍时对查找指令作出准确的号召。

其中一项最重要手段，有可能在于建构自动化工具，以优化某些算法与特定硬件之间的同构方式，从而乘势解决问题这两大难题。为了更佳地解读这个项目有可能带给的成果，我们专访了负责管理STAQ项目的杜克大学工程师KennethBrown。另外，我们还获取涉及超链接以补足Brown得出的答案。记者：我们听见不少关于量子计算出来的阐释，但大多十分抽象化且略显理论——很多研究都未来将会将量子计算机变为现实，但却没提及如何明确构建这一目标。

您的团队需要做到些什么来解决这道其他人无法容忍的鸿沟？KennethBrown（以下全称KB）：我指出最重要的一点，是特别强调量子计算机可以用各种材料生产而出。在这方面，我一般来说不会将其与经典计算机展开转换。

第一代经典计算机只有齿轮，因为这完全早已代表着当时我们享有的最先进设备的技术；此后经典计算机经历了真空管阶段，性能有了很大的进步；接下来，第一个硅晶体管开始经常出现。但大家一定要忘记，最初的晶体管根本无法与真空管相匹敌。有时候，我指出当时的人们甚至没意识到晶体管是如此最重要的一项找到。

量子计算出来某种程度必须经历这样的过程。目前有多种方法可以回应量子信息，当下早已证明最不具实用性的两种技术，分别是超导量子位与捕捉离子量子位。

二者有所不同，也各有优缺点，但在我们的小组中，我们仍然专心于捕捉离子量子位的研究。对于捕捉离子量子位，有意思的一点在于在数十个离子的小范围之内，所有量子位都是必要接入的。这与固态系统中的超导机制几乎有所不同。

在超导机制中，我们必需与附近的量子位展开通信。因此，我指出我们早已有能力创建起十分明确的计划，借以构建32量子位。

这一点非常具体。我们期望更进一步将其拓展至64量子位左右，当然这还必须一些新的研究作为反对。记者：与研究量子计算机的其他各方比起，您的计算机设计方案为何需要构建“实用性”？KB：我指出目前技术行业早已在希望建构这些实用型设备。

其中确实的区别反映在学术方面，我指出我们的思路将作出更加多探寻，目的生产出有一台实体设备，可供人们展开架构测试以及应当在哪些明确应用于上采行截然不同的构建思路。这里仅举一例，IBM公司早已享有自己的量子设备（去年底，IBM研制出50量子位的量子计算机）。我实质上通过其它项目与IBM方面展开了合作，我指出他们也抱着有十分对外开放的心态。

但就目前来讲，这台量子设备的交互方式依然正处于一定的抽象化层级（人们可以对这台量子计算机展开在线查找，但无法更改其编程方式）。换言之，大家无法对其编程方式展开优化。这里就不存在一定的让步：他们的计算机几乎需要通过网络构建采访，但为了构建稳定性，他们必需重开一些功能。

（IBM的量子计算机目前以隔绝方式运营并计划可供更加多研究人员用于，因此用户无法针对任何特定任务对其展开调整。）因此，我们的目标是让设备超过某种程度的实用性水平，但同时又容许研究人员用于全部功能。

记者：量子计算出来将给普通人的生活带给怎样的影响？KB：我指出从将来角度来讲，量子计算出来与通信将转变我们处置互联网上编码信息的方式。事实上，在谷歌Chrome浏览器当中，用户早已可以将加密方式转换为后量子时代下的加密设置。

第二点，我指出人们还没考虑到分子包含对材料导致的全部影响——从日常用品到特定新药都有可能涵括于其中。因此，如果量子计算机需要以高效且精确的方式计算出来这些分子特性，我们毫无疑问期望看见这一切将给未来的材料科学与药学带给怎样的政治宣传。但关于家用计算机的用于方式，我想要大多数人依然是借以观赏网飞来剧集或者有时候发送到一封电子邮件之类，在这方面量子计算机的经常出现只不过并会导致过于大的影响。所以这个问题就很有意思——我不告诉量子计算机的确实用户群体在哪里。

当初经典计算机确实问世后，人们也曾抱着有某种程度的印象。他们有可能指出这些计算机只限于于负责管理实验室工作的科学家。

但实际情况并非如此，所以对于量子计算机的实际用途，我也抱着有开放性的心态。记者：什么样的人可以用于量子计算机？您想如何培训用户来用于量子计算机，未来的量子计算出来又不会发展到怎样的水平？KB：在我向他人说明量子计算出来时，如果对方享有量子力学的物理或者化学涉及科学知识，那么我一般来说不会以此为起点将其说明计算出来原理。从另一个角度来讲也可以：如果对方十分理解计算出来，我也可以以此为基础说明量子计算所带给的额外能力。未来，我们有可能面临来自这两类学科的培训对象。

我们必须不具备物理科学背景的成员才能在计算机科学方面加快进度，反之亦然。至于明确措施，我们想创建量子时期培训班，基本思路是引进业内人士，还包括杰出的微波工程师或者软件工程师，尝试为他们获取充裕的工具以协助其思维如何适应环境量子计算出来带给的额外规则。

记者：您必须已完成哪些新的研究，才能建构起这台设备？明确必须展开哪些工作？KB：我们早已有了一些点子。在经典计算机中，我们用于的是电压；但在量子计算出来中，我们必须以某种方式将信息从一个方位传输到另一个方位。负责管理将信息传送至计算机其它部分的信使量子位必需与包含计算机其余部分的量子位归属于完全相同类型吗？关于这一点，我们还不确认。

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