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06-17
计算机曾经被认为是高端技术，只有科学家和训练有素的专业人员才能使用。
但在 20 世纪 70 年代后半叶，计算机发生了巨大变化。
机器不仅变得更小，而且功能也变得更强大。
它还改变了计算机的使用方式，每个人都可以在家中使用它们。
如今，量子计算还处于起步阶段，涵盖了 20 世纪物理学中一些最令人费解的概念。
在美国，谷歌、IBM 和 NASA 正在试验和建造第一台量子计算机。
中国也在量子技术方面投入巨资。
作者《量子计算为每个人》的书已于三月出版。
作者认为，量子计算也会有类似的转变。
而且这种转变发生的速度比大多数人意识到的要快。
个人计算机的兴起 第一台现代计算机诞生于 20 世纪 50 年代。
它们体积庞大，往往不稳定，而且以今天的标准来看并不强大。
它们旨在解决重要问题，例如开发第一颗氢弹。
人们普遍认为这是计算机擅长的事情，但世界并不需要很多计算机。
当然，事实证明这种观点是完全错误的。
1999 年，John Kemeny 和 Thomas Kurtz 编写了 BASIC 语言。
他们的目标是设计一种简单易学的编程语言，以便任何人都可以编程。
最后，编码不再只是训练有素的科学家的专利，现在任何人都可以学习编码。
当第一台家用电脑于 20 世纪 70 年代末出现时，计算领域的变革仍在继续。
爱好者现在可以购买自己的计算机并在家中对其进行编程。
家长和孩子可以一起学习。
这些第一批计算机的功能不是很强大，可以用它们做的事情也很有限，但人们的热情却很高。
使用 BASIC 编程。
图片来源：David Firth / Wikimedia 当人们使用计算机时，他们自然地意识到他们需要更高的性能和更多的功能。
微软和苹果的创始人都看到了家用电脑的光明未来。
现在，几乎每个美国人都拥有一台笔记本电脑、平板电脑或智能手机，或者三台。
他们花费大量时间在互联网上，包括社交媒体、网上购物和搜索。
这些活动在 20 世纪 50 年代都不存在，当时没有人知道自己想要或需要它们。
这是一种新工具，计算机使它们得以发展。
进入量子经典计算，这种计算类型现在为计算机提供动力，类似于人类的计算方式。
它将所有计算分解为二进制数 0 和 1。
今天，我们的计算机使用位（二进制数字），因为它们很容易控制处于打开或关闭位置。
量子计算是基于宇宙的计算方法，它包括所有经典计算，但也包括一些来自量子物理学的新概念。
量子计算不是经典计算位，而是量子位。
然而，量子计算的结果与经典计算的结果完全相同：多个位。
不同之处在于，计算机在计算过程中可以通过多种方式操纵量子位，而不仅仅是位。
它可以将量子比特置于状态的叠加中并使它们纠缠在一起。
量子叠加和量子纠缠是大多数人不熟悉的量子力学概念。
叠加大致意味着一个量子位可以是 0 和 1 的混合。
纠缠代表了量子位之间的相关性。
当您测量一对纠缠量子位中的一个时，它会立即显示测量其配对时将获得的值。
这就是爱因斯坦所说的“远距离幽灵作用”。
设计和建造量子计算机所需的量子力学所需的数学知识是令人望而生畏的。
然而，理解量子计算和开始设计量子电路所需的数学要少得多，高中代数是唯一的要求。
适合所有人的量子计算 量子计算机才刚刚开始建造。
它们是大型机器，有些不可靠，而且还不是特别强大。
它们将用来做什么？量子计算在密码学中有重要的应用。
2016年，麻省理工学院数学家Peter Shor表示，如果他们能够建造一台量子计算机，他们将能够破解当前的互联网加密方法。
这导致了能够应对量子攻击的新数据加密方法的构建，迎来了后量子加密时代。
看起来量子计算可能会对化学产生巨大影响。
某些反应是经典计算机难以模拟的，化学家希望量子计算机能够有效地模拟这些量子现象。
我认为推测大多数人在未来 50 年内将使用量子计算机做什么没有多大意义。
当量子计算成为任何人都可以在自己家里使用的东西时，它可能会更有意义。
答案是，这已经是可能的。
2017年，IBM在云端添加了一台小型量子计算机。
任何有互联网连接的人都可以在这台计算机上设计和运行自己的量子电路。
量子电路是执行量子计算的一系列基本步骤。
IBM的量子计算机不仅可以免费使用，而且还具有简单的图形界面。
这是一台小型、功能不是很强大的机器，就像第一台家用电脑一样，但爱好者可以开始尝试。
这种转变已经开始。
人类正在进入一个直接学习和实验量子计算的时代。
与第一台家用计算机一样，可能不清楚量子计算机是否需要解决一些问题，但随着人们使用它们，我认为人们会发现他们需要更高的性能和更多的功能。
这将为我们尚未想象到的新应用开辟道路。
雷锋网 作者 克里斯·伯恩哈特（Chris Bernhardt）是《量子计算为每个人》的作者，也是费尔菲尔德大学的数学教授。
雷锋网编译，singularityhub 相关文章：IBM：要实现机器学习的“量子优势”还有很长的路要走，但在特征映射方面的努力一定会结出硕果。
“量子体积”到底是什么概念？称之为“量子密度”会更合适。
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