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編者按：近年來，量子計算作為世界科技的前沿，深刻影響著未來科技的發展。量子計算憑借其變革潛力和廣泛應用，在醫療、金融、軍工還是航天等領域發揮重要作用，量子計算將引領下一次技術革命。那么量子計算究竟是什么？它的工作原理又是如何？其如何影響未來工作？文章來自翻譯，希望能對你有所啟示。

(資料圖片僅供參考)

自1981年以來，研究人員一直在研究量子計算，當時物理學家、工程師和IT夢想家（包括一位諾貝爾獎獲得者）在波士頓郊外的一座城堡式豪宅里召開會議，評估量子力學影響未來技術的可能性。也就是從那時起，研究人員開發了首批量子計算機模型，并進軍大規模量子計算機器領域。

目前，量子計算行業已經走過了第一階段，包括谷歌、微軟、IBM、英特爾和霍尼韋爾在內的國際科技巨頭企業正進一步投資開發用于工業目的的量子計算機。

事實上，如今專家認為，憑借其廣泛的應用和變革潛力，量子計算正在引領下一次技術革命。但是量子計算的成本也越來越高，所以很多人都想知道這項新技術會對企業帶來什么影響。

我是一名軟件工程師和技術人員，主要工作是了解技術，并能清晰地傳達技術的工作原理和應用方法。以下是量子計算的工作原理，以及它將如何影響未來的企業和工作。

量子計算是如何工作的?

如今，我們在日常生活和工作中非常依賴的數字設備，比如智能手機、平板電腦、筆記本電腦、健身追蹤器等，都使用傳統的計算技術。傳統計算機依靠一系列數學公式，利用電脈沖將信息編碼成由1和0組成的二進制系統。這些信息通過稱為“比特”的定量測量進行傳輸。

與傳統計算不同，量子計算依賴于量子理論原理，即原子和亞原子尺度下的物質和能量理論。有了量子計算，方程不再局限于傳統二進制系統，每個數位可以同時存在多種狀態，它可以同時處于0和1。

量子計算測量電子或光子。這些亞原子粒子被稱為量子比特，或“量子位”。在計算練習中使用的量子位越多，計算范圍的指數能力就越強。量子計算有可能在幾分鐘內解決傳統計算機需要數萬年才能解決的方程。

量子計算技術的前沿應用

量子計算具有在瞬間處理大量信息和傳輸多維信息的卓越能力，為不斷發展的技術提供了巨大的潛力。量子計算將對制造業、人工智能和網絡安全等一系列領域的發展產生影響，這里僅列舉幾個不斷發展的應用。

對于金融機構來說，可以利用量子計算的強大功能，通過高速金融建模進行復雜的交易模擬，從而對市場做出預測。金融機構可以利用量子計算提高安全性，增強欺詐檢測能力，并進行深入的風險分析。

不久之后，我們將看到金融機構利用量子計算機為客戶開發高度先進、簡化的投資組合。最近的研究表明，80%的金融機構認識到了人工智能帶來的無限可能性。我許多業內人士認為，隨著量子技術與金融領域的不斷融合，未來金融科技將呈現爆發式發展，傳統實體金融機構技術將不斷革新。

量子計算技術在制藥行業也得到了廣泛應用。制藥研究人員可以使用量子計算來模擬分子相互作用，這將使新藥物的快速開發成為可能。使用量子計算進行密集的DNA研究，可能會使醫療保健提供者有能力針對特定基因來進行靶向治療。

在工程、航空航天和軍事發展領域，研究人員和設計師可以利用量子計算機來創建更流暢、更高效的飛機模型。使用量子計算技術，空中交通管制和交通協調系統可能會變得更安全。此外，軍事情報也可以從中受益。

此外，量子計算還可用于加強網絡安全和情報收集，提供更強大的數據加密服務和高級入侵檢測系統。量子計算將有助于大數據檢索以及人工智能和機器學習的快速發展。

量子計算機甚至可能徹底改變國內能源現狀，應對數字社會能源危機，在可控核聚變的基礎上提供電能。

量子計算技術面臨的挑戰

為了跟上量子計算的發展和解決隨之產生的新需求，企業需要做好準備，調整現有的安全協議、網絡和數據處理平臺。我相信，量子計算最終將促使企業接受新型算法。

由于量子計算幾乎可以瞬時處理數據和信息，一些人認為傳統形式的網絡安全可能會失去意義。因此，企業需要重新投資建立新形式的網絡安全保護系統和新的安全數字通信模式。

此外，量子計算本身在發展過程中也面臨著許多挑戰。與傳統計算一樣，量子計算需要人工進行雙重檢查，以確保發現并糾正所有錯誤。這可能是一項既費錢又費時的工作，尤其是考慮到當今量子計算機的敏感性，它們受到噪聲的影響，并且通常難以正確校準。

振動（包括聲音引起的振動）、溫度和其他環境因素會影響量子計算機的校準，導致計算錯誤。與為傳統計算機提供動力的比特不同，量子比特具有敏感性和臨時性，因此很難在第一時間構建功能完善的量子計算機。目前，由于缺乏量子比特，開發人員無法制造出他們想要的高功能量子計算機。迄今為止，研究人員一次最多只能制造128個量子比特。

其他領域也在密切關注量子計算的發展。白宮曾表示，如果先進的量子加密技術落入不法分子之手，可能會演變成事關國家安全的重大問題。此外，由量子計算驅動的人工智能可能會產生意想不到的結果。所有這些因素也將影響企業發展，因為它們不僅要學習量子計算帶來的積極影響，也要適應消極后果。

量子技術的飛躍將如何影響未來工作

量子技術將改變我們的整個數字世界，投資者也注意到了這一點。從2015年到2020年，量子計算領域的風險投資增長了500%。

我認為，現如今，企業應該為量子計算機技術與現有經典技術的無縫集成提前做好準備。通過投資量子計算機基礎設施，企業可以從盡早采用這些革命性的新技術中獲益。這將為早期使用者提供競爭優勢，在量子計算得到更廣泛應用之前，讓它們在這個新興產業中搶占先機，快速領先于競爭對手。

重要的是，企業高層和人力資源經理應為員工創建并開展教育學習和培訓工作，確保團隊中的每個人都做好充分的準備，以便更熟練地運用量子計算工具和功能。企業應鼓勵員工參加各種課程和會議，了解有關量子計算的最新前沿信息。

此外，企業應該準備建立必要的新安全協議和防御系統，以滿足量子計算機日益增長的需求。企業可以通過雇用IT專業人員進行風險評估，以預防可能被不良行為者利用的潛在弱點和漏洞點。

領導者應確保企業遵守最新的國家安全法規。其中一個例子就是支付卡行業數據安全標準（PCI DSS），該標準包含了多項旨在確保客戶持卡人數據安全的要求。在新的量子計算機出現之前，應對任何可能的改變做出準備。

隨著量子計算技術的不斷成熟，企業主可以制定開發和使用策略，為如何最有效地將量子計算和人工智能集成到企業業務中制定計劃，以便一旦技術準備就緒，他們就能無縫使用。在那之前，企業可以進行實驗和試點項目，以測試早期量子計算模型的功能和好處。

雖然量子計算仍處于發展階段，但各行各業很快就會看到計算能力的巨大轉變，這將產生一系列影響。安全、制造、產品開發、醫療保健、金融、航空航天工程等領域都將受到量子計算巨大潛力的革命性影響。

為迎接這一巨大的技術變革，企業應評估其網絡安全基礎設施，提前培訓員工，準備重新投資新的網絡安全保護措施，并開始規劃如何整合量子計算所帶來的巨大可能性。我相信，很快量子計算機就會像今天的智能手機和筆記本電腦一樣普及。

譯者：Araon_