随着围绕量子计算机的所有炒作和兴奋，JamesMcKenzie想知道它们何时会成为主流产品以及它们将用于什么。

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跌宕起伏Gartner的炒作周期描述了任何新技术如何经历五个主要阶段：量子计算机目前所处的位置是任何人的猜测。

围绕量子计算的如此令人兴奋-包括一项为期十年的2亿英镑的新英国计划-我们如何尝试预测未来将带来什么？首先，美国技术咨询公司GartnerInc.的分析师JackieFenn于5年设计了一个图表。现在被称为“Gartner炒作周期”，它显示了围绕特定技术的期望如何随着时间的推移而发展。

回顾过去，作为80后，我自己经历了相当多的技术周期，我可以肯定地说，这张图非常准确。

我是斜杠青年，一个PE背景的杂食性学者！

我们总是从“技术触发器”开始，当每个人都注意到正在发生大事时。利息急剧上升，资金开始流入。兴奋程度越来越高，直到我们达到“膨胀期望的顶峰”。然后兴趣开始回落，直到我们陷入“幻灭的低谷”，因为人们意识到事情比想象的更难、更棘手。后来，活动通过“启蒙斜坡”再次回升，直到我们达到“生产力高原”，企业最终意识到什么是有效的，知道客户想要什么。

Gartner的炒作周期告诉我们，量子计算会有很多赢家，但也有很多输家。一些公司会耗尽资金，因为它们遵循的方法无法随着市场扩张而扩大规模，或者因为执行不力、时机不当或管理失误。不过，目前有大量资金用于量子计算，QuantumInsider估计3年这一数字为2亿英镑。

一些公司甚至收到产品订单。其中包括UniversalQuantum，该公司已与德国航空航天中心签订了67万欧元的合同。还有ORCAComputing，该公司于2020年获得了物理研究所颁发的商业启动奖，现在从英国国防部和以色列量子计算中心订购了ORCAPT-1设备。ORCA的机器是同类产品中第一个可以在室温下工作的机器。

许多潜在客户不会理解量子计算机的好处，直到他们看到工作系统解决了他们的问题

但正如ORCA老板理查德·默里（RichardMurray）在最近的《福布斯》文章中正确指出的那样，挑战在于弄清楚量子计算机的最佳用途。与任何新技术一样，没有简单的答案，许多潜在客户直到看到工作系统解决了他们的问题才了解其好处。不过，可以肯定地说，量子计算机将特别擅长解决某些经典计算机难以甚至不可能解决的问题。

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多个世界量子计算机可用于破解加密算法，解决复杂的优化问题，模拟量子系统和改进机器学习算法。通过:科学共享图库

最著名的应用之一是Shor/'s算法，它可以比经典算法以指数级的速度分解大数。事实上，美国国家标准与技术研究院（NIST）已经表示，到2029年，量子计算机将能够破解现有的公钥基础设施，如128位AES加密，目前用于保护通过互联网发送的敏感信息。

此应用正在推动市场以及对具有10000个量子比特或更多量子比特的大型机器的需求。它们将主要用于情报操作，以解密以相对较少的加密量存储的数据（尽管具有讽刺意味的是，这些数据可能是旧的，没有那么有价值）。因此，如果量子计算机成为现实，它们破解加密算法的能力将危及互联网的安全性并损害全球安全。

这是包括NIST本身在内的许多政府和组织都认识到的问题，NIST已经启动了一项计划，以开发新的“后量子”密码学标准，以抵抗量子计算机的攻击。这些新标准将被设计为即使攻击者拥有量子计算机也是安全的。

让它发挥作用

功能强大、具有成本效益的量子计算机也将擅长使用特殊算法来解决复杂的“优化”问题，如调度、路由和物流。这些涉及从许多可能性中寻求最佳解决方案-最著名的是“旅行销售员问题”，它需要找到各个城市之间的最短路线，以便在返回家园之前至少访问一次每个城市。像亚马逊、联邦快递和UPS这样专注于交付和物流的公司，肯定会想进入量子技术领域。

另一个令人兴奋的应用将涉及模拟量子系统，这对于经典设备来说是棘手的。因此，量子计算机非常适合量子化学，它涉及模拟分子的行为和化学反应。我可以想象，对于开发新药的制药公司、制造新型电池的制造商或创造新材料的公司来说，这是一个巨大的潜在市场。

然后是机器学习和人工智能（AI）。量子计算机应该能够通过提供更快、更有效的优化例程或探索新的模型和架构来改进机器学习算法——可能相当显着。这可能是一个巨大的新市场，但它将取决于量子技术部门构建实用的大规模量子计算机，并开发可以利用其独特功能的算法和应用程序。

事实上，在量子硬件级别有许多方法在发挥作用。正如我所提到的，像谷歌、IBM、Orca、Rigetti和UniversalQuantum这样的公司已经在开发量子处理器，量子比特的数量越来越多。关于开发新型量子比特的研究已经很多，例如拓扑量子比特，它们更能抵抗噪声和错误。但目前尚不清楚它们是否会胜出，或者超导量子比特、离子阱、硅或光学量子比特是否会占上风。

我们还必须为所有这些硬件选项开发操作系统，而算法也必须构建和测试。事实上，潜在客户需要数年甚至数十年的时间才能完全了解量子计算机的成本效益。如果经典计算机也可以完成这项工作，为什么要花钱购买新的量子计算机？

只有当有人开始销售可扩展、价格合理的硬件平台（具有10000个量子位或更多）时，围绕量子计算机的不确定性才会消失

当然，量子计算机的一些早期应用将进入市场，但只有当有人开始销售可扩展、价格合理的硬件平台（具有10000个量子位或更多）时，围绕这些机器的不确定性才会消失。那时量子计算将起飞，我们将确定它们有什么好处。物理学家可能对量子的所有事物都感到敬畏，但什么时候会达到“生产力的高原”是任何人的猜测。

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