量子編程語言

⑴ 量子計算機如果普及了，傳統編程語言會不會被淘汰

一、量子計算機和量子

所謂量子計算機，是根據量子理論，以及量子系統所構成的計算機系統，來模擬量子現象，從而使得運算的速度和任務大幅提升。通俗來說，就是讓計算機實現量子計算。由於量子力學推論的玄乎，使得其無法被生活在宏觀世界的普通人所接受。但隨著人們對量子物理學的深入，使得其成為量子計算機真的被造出來了。到了2009年11月15日，全球第一台可以進行編程的通用量子計算機，正式在美國被發明出來。

三、簡單的未必會被淘汰

按照上文的說法，普通計算機應該是會被淘汰的。但其實，未必。作為一種技術工具，甚至是一切事物，如果已經存在了很長時間，往往還會繼續存在很長時間。這是塔勒布在《反脆弱》一書中指出的。筆和紙很早就被發明出來了，但在電腦和智能手機普及的今天，我們今天還在使用它們。盡管製造筆和紙的工藝，不斷變化；盡管各種寫字的技能，被賦予不同的含義（速寫、書法等），但世界依然有用筆在紙上寫字的行為。

⑵ 量子計算機出現後匯編語言和面向過程的編程語言會被淘汰嗎

當然會淘汰。我們現在的CPU，是二進制CPU。CPU並不認識編程語言，它只認識1和0。無論面向過程，還是面向對象，其實都是被編譯成了1和0之後，再交給CPU去運算的。
無論你是用的是什麼編程語言，到了CPU的環節，其實都只是1和0。。匯編是如此，C語言如此，JAVA，C#，PYTHON同樣如此。面向過程還是面向對象？高層還是低層？只是對於「人」來說，有所不同，編寫代碼的方式不一樣，思考的方式不一樣。。。但到了該由CPU「思考」的環節。它們長的全都一樣。
所以編程語言會淘汰，並不在於它是面向過程，還是面向對象？也不在於它是高級語言，還是低級語言？而是在於，它能不能滿足需求。
要說為什麼會淘汰，這就像動物智商的進化一樣。就比如猴子。猴子之間是如何交流的？當然也是靠語言。無論是通過肢體動作，還是吼叫聲，其實都可以看作一門語言。反之，人類之間對話，在猴子看來，也只是在吼叫而已。
猴子的語言，與人類的語言，哪一種語言比較簡單？一定是猴子的語言比較簡單。。。因為猴子之間交流，大概只需要表達吃，喝，拉，撒，求愛，逃跑等需求，就基本夠用了。而人類除了這些，需求更多，因此語言除了表達這些需求之外，還需要表達工作，學習，電影，電視等等很多猴子並不涉及的范圍。
量子計算機與傳統計算機之間的差距也自然如此。。。。就像「猴子語言」無法滿足人類的生活一樣。。。現在的編程語言，也無法滿足量子計算機的需求。

⑶ 強大的量子計算機可以破解加密並解決經典計算機無法解決的問題

強大的量子計算機可以破解加密並解決經典機器無法解決的問題。雖然目前還沒有人成功製造出這樣的設備，但最近我們看到了進步的步伐——那麼，會是新的一年嗎？目前，注意力集中在一個被稱為量子霸權的重要里程碑上：在合理的時間范圍內，量子計算機能夠完成經典計算機無法完成的計算。

谷歌在2019年首次使用具有 54 個量子位（常規計算位的量子等價物）的設備來執行稱為隨機抽樣計算的基本上無用的計算，從而實現了這一目標。2021 年，中國科學技術大學的一個團隊使用 56 個量子比特解決了一個更復雜的采樣問題，後來又用 60 個量子比特將其推得更遠。

但IBM 的Bob Sutor表示，這種跨越式 游戲 是一項尚未產生真正影響的學術成就。只有當量子計算機明顯優於經典計算機並且能夠解決不同問題時，才能實現真正的霸權，而不是目前用作基準的隨機抽樣計算。

他說，IBM 正在努力實現「量子商業優勢」——在這一點上，量子計算機可以比傳統計算機更快地為研究人員或公司解決真正有用的問題。Sutor說，這還沒有到來，也不會在新的一年到來，但可以預期在十年內。

量子軟體公司Classiq的聯合創始人Nir Minerbi則更為樂觀。他認為，新的一年將在一個有用的問題中展示量子霸權。

還記得第一輛電動 汽車 問世的時候嗎？它們對於開車去雜貨店很有用，但也許不適合開車300公里送孩子上大學。就像電動 汽車 一樣，量子計算機會隨著時間的推移變得越來越好，使其在更廣泛的應用中發揮作用。

解決實際問題存在許多障礙。首先是設備需要數千個量子比特才能做到這一點，而且這些量子比特也必須比現有的更穩定和可靠。研究人員很可能需要將它們分組在一起，以作為單個「邏輯量子比特」工作。這有助於提高保真度，但會削弱規模的改進：數千個邏輯量子位可能需要數百萬個物理量子位。

隨著時間的推移，量子計算機會變得更好，在一系列應用中變得有用

研究人員還致力於量子糾錯，以在出現故障時對其進行修復。谷歌在2021年7月宣布，其Sycamore處理器能夠檢測並修復其超導量子比特中的錯誤，但執行此操作所需的額外硬體引入的錯誤多於修復的錯誤。馬里蘭州聯合量子研究所的研究人員後來設法用他們捕獲的離子量子比特通過了這個關鍵的收支平衡閾值。

即便如此，現在還為時過早。如果通用量子計算機在新的一年解決了一個有用的問題，那將是「相當令人震驚的」。在任意時間內保護單個編碼的量子位，更不用說對數千或數百萬個編碼的量子位進行計算了。

量子計算機需要多大才能破解比特幣加密或模擬分子？

預計量子計算機將具有顛覆性，並可能影響許多行業領域。因此，英國和荷蘭的研究人員決定 探索 兩個截然不同的量子問題：破解比特幣（一種數字貨幣）的加密以及模擬負責生物固氮的分子。研究人員描述了他們創建的一種工具，用於確定解決此類問題需要多大的量子計算機以及需要多長時間。

這一領域的大部分現有工作都集中在特定的硬體平台、超導設備上，就像 IBM 和谷歌正在努力開發的那樣。不同的硬體平台在關鍵硬體規格上會有很大差異，例如運算速率和對量子比特（量子比特）的控制質量。許多最有前途的量子優勢用例將需要糾錯量子計算機。糾錯可以通過補償量子計算機內部的固有錯誤來運行更長的演算法，但它是以更多物理量子比特為代價的。從空氣中提取氮來製造用於肥料的氨是非常耗能的，改進這一過程可能會影響世界糧食短缺和氣候危機。相關分子的模擬目前甚至超出了世界上最快的超級計算機的能力，但應該在下一代量子計算機的范圍內。

我們的工具根據關鍵硬體規格自動計算糾錯開銷。為了讓量子演算法運行得更快，我們可以通過添加更多物理量子位來並行執行更多操作。我們根據需要引入額外的量子位以達到所需的運行時間，這嚴重依賴於物理硬體級別的操作速率。大多數量子計算硬體平台都是有限的，因為只有彼此相鄰的量子位才能直接交互。在其他平台中，例如一些捕獲離子的設計，量子位不在固定位置，而是可以物理移動——這意味著每個量子位可以直接與大量其他量子位相互作用。

我們 探索 了如何最好地利用這種連接遙遠量子位的能力，目的是用更少的量子位在更短的時間內解決問題。我們必須繼續調整糾錯策略以利用底層硬體的優勢，這可能使我們能夠使用比以前假設的更小的量子計算機來解決影響深遠的問題。

量子計算機在破解許多加密技術方面比經典計算機更強大。世界上大多數安全通信設備都使用 RSA 加密。RSA 加密和比特幣使用的一種（橢圓曲線數字簽名演算法）有一天會容易受到量子計算攻擊，但今天，即使是最大的超級計算機也永遠不會構成嚴重威脅。研究人員估計，一台量子計算機需要的大小才能在它實際上會構成威脅的一小段時間內破解比特幣網路的加密——在它宣布和集成到區塊鏈之間。交易支付的費用越高，這個窗口就越短，但可能從幾分鍾到幾小時不等。

當今最先進的量子計算機只有50-100個量子比特。「我們估計需要30[百萬] 到3億物理量子比特，這表明比特幣目前應該被認為是安全的，不會受到量子攻擊，但這種尺寸的設備通常被認為是可以實現的，未來的進步可能會進一步降低要求。比特幣網路可以對量子安全加密技術執行『硬分叉』，但這可能會由於內存需求增加而導致網路擴展問題。

研究人員強調了量子演算法和糾錯協議的改進速度。四年前，我們估計捕獲離子設備需要 10 億個物理量子比特才能破解 RSA 加密，這需要一個面積為 100 x 100 平方米的設備。現在，隨著全面改進，這可能會顯著減少到僅僅 2.5 x 2.5 平方米的面積。大規模糾錯量子計算機應該能夠解決經典計算機無法解決的重要問題。模擬分子可應用於能源效率、電池、改進的催化劑、新材料和新葯的開發。進一步的應用程序全面存在——包括金融、大數據分析、飛機設計的流體流動和物流優化。

什麼是量子啟示錄？

想像一個加密的秘密文件突然被破解的世界——這就是所謂的「量子啟示錄」。簡而言之，量子計算機的工作方式與上個世紀開發的計算機完全不同。從理論上講，它們最終可能會比今天的機器快很多很多倍。這意味著面對一個極其復雜和耗時的問題——比如試圖解密數據——其中有數十億的多個排列，如果有的話，一台普通的計算機需要很多年才能破解這些加密。但理論上，未來的量子計算機可以在幾秒鍾內完成這項工作。這樣的計算機可以為人類解決各種問題。英國政府正在牛津郡哈威爾投資國家量子計算中心，希望徹底改變該領域的研究。

一種用於量子計算的新語言

Twist是麻省理工學院開發的一種編程語言，可以描述和驗證哪些數據被糾纏在一起，以防止量子程序中的錯誤。時間結晶、微波爐、鑽石，這三個不同的東西有什麼共同點？量子計算。與使用比特的傳統計算機不同，量子計算機使用量子比特將信息編碼為0或1，或兩者同時編碼。再加上來自量子物理學的各種力量，這些冰箱大小的機器可以處理大量信息——但它們遠非完美無缺。就像我們的普通計算機一樣，我們需要有正確的編程語言才能在量子計算機上正確計算。

對量子計算機進行編程需要了解一種叫做「糾纏」的東西，這是一種用於各種量子比特的計算機，它可以轉化為強大的能量。當兩個量子位糾纏在一起時，一個量子位上的動作可以改變另一個量子位的值，即使它們在物理上是分開的，這引起了愛因斯坦對「遠距離幽靈動作」的描述。但這種效力同樣是弱點的來源。在編程時，丟棄一個量子位而不注意它與另一個量子位的糾纏會破壞另一個量子位中存儲的數據，從而危及程序的正確性。

麻省理工學院計算機科學與人工智慧 (CSAIL) 科學家旨在通過創建自己的量子計算編程語言 Twist 來解開謎團。Twist 可以通過經典程序員可以理解的語言來描述和驗證量子程序中糾纏了哪些數據。該語言使用一個稱為純度的概念，它強制不存在糾纏並產生更直觀的程序，理想情況下錯誤更少。例如，程序員可以使用 Twist 表示程序作為垃圾生成的臨時數據不會與程序的答案糾纏在一起，從而可以安全地丟棄。

雖然新興領域可能會讓人感覺有點浮華和未來感，但腦海中浮現出巨大的金屬機器的圖像，但量子計算機具有在經典無法解決的任務中實現計算突破的潛力，例如密碼學和通信協議、搜索以及計算物理和化學。計算科學的主要挑戰之一是處理問題的復雜性和所需的計算量。經典的數字計算機需要非常大的指數位數才能處理這樣的模擬，而量子計算機可能會使用非常少量的量子位來做到這一點——如果那裡有正確的程序。 「我們的語言 Twist 允許開發人員通過明確說明何時不得與另一個量子位糾纏來編寫更安全的量子程序，」麻省理工學院電氣工程和計算機科學博士生、有關 Twist的新論文的主要作者 Charles Yuan 說. 「因為理解量子程序需要理解糾纏，我們希望 Twist 為開發語言鋪平道路，讓程序員更容易應對量子計算的獨特挑戰。」

解開量子糾纏

想像一個木箱，它的一側伸出一千根電纜。您可以將任何電纜從包裝盒中拉出，也可以將其完全推入。

在你這樣做一段時間後，電纜會形成一個位模式——零和一——取決於它們是在裡面還是在外面。這個盒子代表了經典計算機的內存。該計算機的程序是關於何時以及如何拉電纜的一系列指令。

現在想像第二個外觀相同的盒子。這一次，你拉一根電纜，看到它出現時，其他幾根電纜被拉回了裡面。顯然，在盒子內部，這些電纜不知何故相互纏繞。

第二個框是量子計算機的類比，理解量子程序的含義需要理解其數據中存在的糾纏。但是檢測糾纏並不簡單。你看不到木箱，所以你能做的最好的就是嘗試拉動電纜並仔細推理哪些是糾纏的。同樣，今天的量子程序員不得不用手推理糾纏。這就是 Twist 的設計有助於按摩其中一些交錯的部分。

科學家們設計的Twist具有足夠的表現力，可以為著名的量子演算法編寫程序並識別其實現中的錯誤。為了評估Twist的設計，他們對程序進行了修改，以引入某種對於人類程序員來說相對不易察覺的錯誤，並表明Twist可以自動識別錯誤並拒絕程序。

他們還測量了程序在運行時方面的實際執行情況，與現有的量子編程技術相比，它的開銷不到4%。

對於那些擔心量子在破解加密系統方面的「骯臟」名聲的人來說，Yuan 表示，目前還不清楚量子計算機在實踐中能夠在多大程度上實現其性能承諾。「在後量子密碼學方面正在進行大量研究，這些研究之所以存在，是因為即使是量子計算也不是萬能的。到目前為止，有一組非常具體的應用程序，人們在這些應用程序中開發了量子計算機可以超越經典計算機的演算法和技術。」

重要的下一步是使用Twist創建更高級別的量子編程語言。今天的大多數量子編程語言仍然類似於匯編語言，將低級操作串在一起，沒有注意數據類型和函數等東西，以及經典軟體工程中的典型內容。

量子計算機容易出錯且難以編程。通過引入和推理程序代碼的「純度」，Twist 通過保證一段純代碼中的量子位不會被不在該代碼中的位更改，朝著簡化量子編程邁出了一大步。 這項工作得到了麻省理工學院-IBM 沃森人工智慧實驗室、國家科學基金會和海軍研究辦公室的部分支持。

【注釋. 量子計算機】

量子計算機是一種直接利用量子力學現象（如疊加和糾纏）對數據進行運算的計算設備。量子計算背後的基本原理是量子屬性可以用來表示數據並對這些數據執行操作。

盡管量子計算仍處於起步階段，但已經進行了一些實驗，在這些實驗中，量子計算操作是在非常少量的量子比特（量子二進制數字）上執行的。實踐和理論研究都在繼續進行，許多國家政府和軍事資助機構支持量子計算研究，以開發用於民用和國家安全目的的量子計算機，例如密碼分析。

如果可以建造大規模的量子計算機，它們將能夠比我們目前的任何經典計算機（例如 Shor 演算法）更快地解決某些問題。量子計算機不同於DNA計算機和基於晶體管的傳統計算機等其他計算機。一些計算架構（例如光學計算機）可能會使用經典的電磁波疊加。如果沒有一些特定的量子力學資源，例如糾纏，推測不可能超過經典計算機的指數優勢。

⑷ MIT 發布量子編程語言 Twist，旨在填補量子軟體的空白

麻省理工學院計算機科學與人工智慧實驗室（CSAIL）的一個研究小組創建了一種新的量子計算編程語言，名為 Twist。Twist 的設計目標是讓開發者更容易識別哪些數據是糾纏在一起的，從而創建錯誤更少、更容易調試的量子計算程序。

Twist 項目地址： https://spectrum.ieee.org/quantum-programming-language-twist

Twist 的基礎在於識別量子糾纏。量子糾纏是一種物理現象，指的是量子計算機內兩塊數據的狀態聯結在一起。「當你操作處於糾纏狀態的一塊數據時也可能會影響另一塊。你可以用這種特性來實現強大的量子演算法，但它也讓你寫的程序很難直觀推理，並容易引入微妙的錯誤。」上面這段話來自麻省理工學院 CSAIL 計算機科學博士生、Twist 論文的主要作者 Charles Yuan，這篇論文發表在《ACM 編程語言》雜志上。

Charles Yuan 說：「Twist 提供了一些特性，讓開發者可以確定哪些數據是糾纏的，哪些不是。」「在程序中加入關於糾纏的信息後，你就可以檢查量子演算法的實現是否正確。」

該語言的特性之一是一個類型系統，使開發者能夠指定他們程序中的哪些表達式和數據片斷是純粹的。據 Yuan 說，一個純粹的數據片斷是沒有糾纏的，因此不存在可能由糾纏造成的錯誤和不直觀的效果。Twist 還加入了純度斷言運算符來確認一個表達式不存在與任何其他數據的糾纏關系，與之搭配的還有靜態分析和運行時檢查，可以用來驗證這些斷言。

為了評估這種語言，該團隊用 Twist 為一組著名的量子演算法編寫了一些程序，並在量子模擬器上執行了它們。「我們的實驗表明，運行這些運行時檢查的開銷不超過運行基本程序的 3.5%，我們認為這是相當低的數字，相比語言給你的安全保證來說是一個很好的權衡，」Charles Yuan 說。

該團隊還在一些程序中引入了一些小錯誤，並發現 Twist 可以檢測到這些錯誤並拒絕錯誤的程序。「我們希望，當人們使用我們的語言或為他們的特定用例設計新的量子語言時，他們可以考察一下我們的工作，並認可純度這個想法和將糾纏作為一種特性的設計，因為這將給他們帶來更多信心，讓他們確認自己的程序是正確的，而不必運行大量昂貴的模擬和測試，」Charles Yuan 說。

當許多研究人員專注於開發高效和優化的量子硬體時，Twist 旨在填補量子軟體的空白。麻省理工學院副教授、Twist 論文的共同作者 Michael Carbin 說：「與我們看到的機器學習和其他高性能計算應用類似的是——在硬體發展的每一個新階段，我們都會得到一個新的系統和很多潛在的新能力——如果我們能充分利用硬體能力，也許就能獲得許多不可思議的機會。但幾乎每次都是軟體上的問題讓人們難以利用硬體能力，也很難在不同的軟體系統中部署和廣泛使用這些硬體。」「我們正在做的工作是奠定一些基礎，並試圖找出一些可能提升這些類型設備可編程性的核心抽象。」

然而，該團隊在構建 Twist 時面臨的挑戰之一是缺乏一個關於量子程序特徵的標准。「多年來，人們已經開發了一些核心演算法來解決個別復雜的任務，如整數因式分解等，但我們如何為它建立一個完整的軟體生態系統卻依舊是個問號，」Charles Yuan 說。「有了 Twist，我們就能夠圍繞我們對要在量子計算機上執行的任務的最佳共識來構建語言，並讓編程語言對這些任務盡可能具有表達力。」

談到局限，Twist 只能告訴你一個數據是否與其他數據糾纏在一起，但不能告訴你它們是如何糾纏在一起的。」袁說：「它們糾纏的具體方式將決定一個量子演算法是否正確，但數據糾纏的方式有無數種。」給出這種更精細的細節是一個真正的挑戰，這也是我們未來需要做的事情。」

該團隊現在正在開發另一種語言，它建立在 Twist 的基礎上，目標是應對其他量子現象（如相位和疊加）。但他們希望 Twist 將為創造更好的量子程序鋪平道路。

Charles Yuan 說：「對於一位試圖實現量子演算法的開發者來說，他們需要語言中內置的工具來告訴他們程序中正在發生一些由糾纏引發的事情。」如果我們能夠構建一系列核心語言原則和特性，讓開發者可以推理糾纏現象，我們就可以減輕糾纏帶來的認知負擔，並讓開發者寫出更符合直覺的程序。」

原文鏈接：

https://spectrum.ieee.org/quantum-programming-language-twist

⑸ 世界量子計算研究進展

量子計算機遵循量子力學的原理運行，通過量子態的粒子進行運算。相比於傳統架構的計算機，量子計算機在計算能力上擁有無法比擬的優勢。20世紀80年代以來，經過幾次發展浪潮，量子計算重歸公眾與學術界視野，成為新一輪的研究熱門。自2019年穀歌公司宣布「量子優越性」以來，各國競相開發多量子比特數、高容錯率的量子計算機，以期實現通過使用量子計算解決傳統架構計算機難以完成的復雜任務。

1.美國費米國家加速器實驗室開發出適用於量子計算的超導射頻腔體2020年2月，美國費米國家加速器實驗室（Fermilab)的研究人員開發出適用於量子計算的超導射頻腔體，該腔體僅為手掌大小，可在短時間內將粒子加速至極高的速度以用於量子計算研究。研究人員在阿貢國家實驗室的高性能計算機上進行模擬實驗，從而預測該腔體的性能，以便改進設計，提高該腔體在量子計算機開發中的作用。

2.國際聯合研究團隊取得容錯量子計算新突破

2020年4月，麻省理工學院、加州大學河濱分校(University of California，Riverside,UC Riverside)、 香港 科技 大學(The Hong Kong University of Science andTechnology，HKUST）和印度理工學院(Indian Institute of Technology，IIT)的研究人員首次在金屬材料金中觀察到馬約拉納費米子(Majorana Fermion)，該發現將推進容錯量子計算的研究。馬約拉納費米子是一種特殊的粒子，其反粒子與自身的特性完全相同，可用於創建量子計算中的穩定比特。同時，該粒子還使在固體中實現拓撲量子計算成為可能。本次在金材料中發現的馬約拉納費米子，適用於標準的納米製造技術，可用於容錯量子計算機的量子位構建塊。該研究成果為量子計算機性能的提升進一步鋪平了道路。

3.美國研究人員開發出新的量子計算控制方法

2020年4月，美國艾姆斯實驗室(Ames Laboratory)、布魯克海文國家實驗室(Brookhaven National Laboratory，BNL）和阿拉巴馬大學伯明翰分校（The UniversityofAlabama at Birmingham，UAB)的研究人員發現了狄拉克半金屬中的光致開關機制。該機制為拓撲材料中電子和原子的運動控制建立了一種新方法，這將使拓撲晶體管和光量子計算機成為可能。藉助新的方法，研究人員可通過光線控制狄拉克半金屬中的量子態，相比基於電場、磁場和應變場控制的調諧方法，其調諧速率更快，且能耗更低，有利於開發量子計算策略和高速、低能耗的電子產品。

4.美國研究人員證明室溫下量子計算的可行性

2020年5月，美國陸軍研究實驗室與麻省理工學院的研究人員合作證明了室溫下量子計算的可行性。研究人員通過計算機模擬證明，可在非線性光學晶體中製造出空腔並將光子暫時捕獲在其內部，以此建立量子位，並用晶體腔是否帶有光子表示不同的量子態，進而創建量子邏輯門。這一研究成果表明，結合非線性光學晶體的光子電路已成為目前在室溫下使用固態系統進行量子計算最具可能性的方法。研究人員預計，該技術的成功演示還需要約十年的持續研究。

5.瑞士蘇黎世聯邦理工學院開發出首套直觀的量子編程語言

2020年6月，瑞士蘇黎世聯邦理工學院(Swiss Federal Institute of TechnologyZurich，ETH)的研究人員開發出首套直觀的量子編程語言Silq，該語言允許開發者像傳統計算機一樣簡單、可靠且安全地對量子計算機進行編程。Silq語言並未圍繞硬體的結構和功能來開發，其主要目標是幫助開發者專注於任務，而不必理解量子計算機體系結構和系統實現的每個細節。研究人員表示，與現有語言相比，Silq語言更緊湊、更快、更直觀且更易於理解，能使開發者更好地挖掘量子計算機的潛力。

6.美國麻省理工學院提出一種可同時用於量子計算和量子通信的架構

2020年7月，美國麻省理工學院的研究人員提出一種量子計算架構，可執行量子計算，同時在處理器之間快速共享量子信息。研究人員基於超導量子位創造出一種人造的「巨型原子」，可以調整量子位與波導相互作用的強度，從而可以保護脆弱的量子位免受量子退相干現象或波導管在執行高保真操作時可能會加速的自然衰減的影響。通過巨型原子執行量子計算，量子比特與波導耦合的強度會重新調整，量子位能夠以光子的形式將量子數據釋放到波導中。在演示實驗中，兩量子比特糾纏的保真度達到94%。該研究使量子信息處理和量子通信成為一體，有望為研發完整的量子平台開辟新的道路。

7.IBM公司大幅改進其量子計算機性能

2020年8月，IBM公司宣布將其量子計算機的量子體積(量子體積為IBM公司開發的量子計算性能指標）提升至64，相比於2019年的32提升了一倍。該指標的提升意味著量子計算機能執行更快、更復雜的計算。「量子體積」指標用於衡量量子計算機的性能，其影響因素包括量子比特數、門和測量誤差、設備交叉通信，以及設備連接和電路編譯效率等。為爭奪「量子優越性」，即量子計算機性能的優勢，IBM公司為其量子計算機定下「量子體積」每年翻番的目標。隨著霍尼韋爾公司、IBM公司不斷提升其量子計算機的性能，商業硬體公司在量子計算領域的競爭還將進一步白熱化。

8.美國哥倫比亞大學將牽頭開發量子模擬器

2020年9月，美國哥倫比亞大學（Columbia University)獲得美國國家科學基金會（NationalScience Foundation，NSF)撥款100萬美元，用於建造量子模擬器。哥倫比亞大學的研究人員將與來自學術界、國家實驗室和行業的物理學家、工程師、計算機科學家、數學家和教育家等人士進行合作研究，基於原子的有序陣列構建通用的量子模擬器。該模擬器有望促進通用量子計算機的推出，用於處理傳統超級計算機無法運算的復雜問題。

9.美國IonQ公司推出下一代量子計算機硬體路線圖和新型量子計算性能指標

2020年12月，美國IonQ公司描述了其擴展下一代離子阱量子計算機的戰略和目標，並推出了一種新的量子計算性能指標。該公司的技術戰略包括增加量子比特數量、提高量子比特門保真度、使其晶元和系統小型化、降低製造成本、利用糾錯技術有效改善本地量子比特質量，以及使用光子網路將多個模塊組合成一個更大的系統。此前，業界通常使用IBM公司提出的「量子體積」指標來衡量量子計算機的性能。然而，IonQ公司認為，量子體積度量標准存在缺陷，當量子計算機的性能足夠強大時，這一度量標准將存在局限性。因此，該公司推出了自己的度量標准，並稱之為與量子體積相關的「演算法量子比特」(Algorithmic Qubits)。IonQ公司的相關規劃體現了其自主創新的堅定決心。

⑹ 如何評價微軟新出的Q#編程語言

用Q#做過一個demo，這里聊一下自己的感受。
優點:
這是一門對入門者非常友好的語言。
抽象做的比較好，對使用者的要求也比較低，只要有簡單的量子計算的概念，一點operator的理解就能寫一寫代碼跑起來了。
最重要的一點，有非常多的庫，幾乎書上和比較重要的論文中的演算法都有相應的庫函數可以調用。這點非常重要，可以讓初學者可以搭積木式的開發，而不需要深入了解其中的原理。學習曲線不陡峭。
缺點:
編譯有待改善。Q#與動態過程相關的部分是編譯，與量子operator相關的編譯其實本質是綜合。這兩塊的組合可能還有一點問題，經常遇到編譯報錯報的地方不對的問題，調試起來可能會比較煩……
debug上，operator內部的log機制需要增強。
最後，底層engine，目前用的是cpu vsx指令集，cpu的向量支持畢竟很有限，所以運行速度比較慢。大約跑一個8qubits的search需要1s，9qubits的大約幾十s，超過10 qubits的在我的機器上是跑不動的。希望在後面增加新的engine的支持，比如編譯成gpu指令，效率應該會有幾個數量級的提升。
總體而言，Q#還是一個非常優秀的工具的。

⑺ 如果量子計算機被普遍使用；會對現代的編程語言造成沖擊嗎

不會對編程語言造成沖擊，因為編程語言都是按照人設定的邏輯運作的。