新浪科技综合|科学大家|奇特“新脑”：意识从物质中产生的几种形式( 九 )_

电路更为复杂，很难描述。即便是最简单的可能的逻辑门，电路也十分复杂！但是物理学家和工程师在设计复杂电路方面已变得非常、非常熟练，经验丰富。所以这是另一种被探索的方法，用来制造量子计算机。

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这些量子比特能够代替比特的原因是电路非常小，并且以巧妙的方式涉及超导性，允许你有效地实现单独的量子比特0和1 。这就是这个设计的物理实现。这是谷歌量子计算机，目前，已有53个量子比特[注：演讲时间为2019年11月] 。这里温度很低。你看到的大部分是制冷器，实际的计算机就埋在这里的某个地方，非常小。利用这种设备，谷歌最近宣布其已实现了量子霸权。也就是说，这种设备在相当短的时间内，几分钟内就能完成一些事情，而经典计算机，甚至是当今最强大的经典计算机，体积有一个房间大，都需要花费非常非常长的时间来完成。关于到底要多长时间还有争议，但明显要久得多。他们制作了一个量子系统，难以对其进行经典模拟。

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但是，你应该非常谨慎，非常仔细地理解这个词，量子霸权。某种程度上，它像是在暗示量子将是至高无上的，经典计算机将很快过时。根本不是这样的。事实上，量子霸权的整个概念是一个有趣的概念，因为我知道如何使用一个具有量子霸权的原子来设计量子计算机，并实际解决一个有用的问题，而不像谷歌，它是非常人工的。比如，这是一个碳原子，只是一个原子。它包含六个电子。它是一种非常有趣的原子，在技术上非常重要。在我们的生活中，我们的生活是由碳构成的。碳分子是有机化学的基础。没有经典计算机，也没有已知的量子计算机能像碳原子那样快地计算碳是如何与光相互作用的。我们无法计算。但碳原子能告诉我们，如果加热一个碳原子，会放出什么颜色的光。因此，这里传达的信息是，尽管有量子霸权这个词，但我认为技术是在演化的，而不是革命。我们会发现量子计算机将对越来越多的任务有用，但不会突然接管整个世界。

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我要提到的第三种方法我特别喜欢，它特别有趣，物理学上称之为编织。用扭结来计算的历史可以追溯到南美洲的古印第安人。他们用扭结的数量和种类来表示数字。你可以用绳子来表示数字，互相发送信息，并用这些绳子进行计算。很明显，当你把物体缠绕在一起时，扭结会变得非常非常复杂。任何试图编精美发辫，甚至任何淋浴后想整理头发的人，都了解描述和控制缠绕的发辫有多么复杂。所以你可以在里面编码很多信息。如果你有合适的物理实体，电路，或者更高级的设备来掌控其缠绕方式，它们被称作任意子，然后你便可以用任意子来存储和处理信息。它们在其量子力学波函数中记录它们的历史。我的朋友和同事潘建伟在人工实现任意子的小规模电路上做出一些开创性实验。