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有哪些公司在研究量子计算？量子计算未来的发展趋势是什么？

关于量子计算技术

量子计算是指利用纠缠的量子态作为信息载体，利用量子态的线性迭加进行信息并行计算的方案，量子计算对某些问题的处理能力将大大超越经典计算。

发展现状

就目前而言，研究量子计算及相关问题的主要是以高校为代表的学术机构，以及一些国际大公司与高校研究所等的合作机构。

下面，我们从当前量子计算发展现状的角度来了解一下都有哪些机构、单位参与了量子计算的研究和贡献。量子计算提出至今，主要在超导量子计算、量子点量子计算、拓扑量子计算等方案上取得了进展，向人们展示了量子计算时代即将来临的美好憧憬。

1. 超导量子计算

超导量子计算是目前最被看好的量子计算方案之一，不仅得到各国学术界的高度关注，某些国际大公司也已经开始实质性地支持相关研究。

最引人注目的是谷歌将目前实力最强的超导量子计算研究团队—UCSB（加州大学圣塔芭芭拉分校） Martinis 课题组纳入其超导量子计算机研制计划，以期实现量子霸权。谷歌还与哈佛大学、劳伦斯伯克利国家实验室、塔夫茨大学、伦敦大学等众多研究机构展开合作，期望在量子化学计算领域取得实质突破。

半导体巨头Intel 公司，与荷兰Delft大学Dicarlo研究组合作， 将最先进的半导体技术结合到超导量子电路中，引人注目。

IBM公司和NIST（美国国家标准与技术研究院）合作，在网上推出了5个超导量子比特的“云量子计算”平台供研究人员使用。

此外，还有日本NEC（日本电气股份有限公司）实验室、东京大学研究团队以及加拿大D-wave公司等都在超导量子计算领域取得了一定进展。

2. 量子点量子计算

此领域的先驱研究团队主要有原哈佛大学（现哥本哈根）的Charles Marcus、荷兰代尔夫特理工大学的Lieven Vandersypen，日本东京大学/RIKEN的Seigo Tarucha等的研究组。

3. 拓扑量子计算

此领域中，我国与美国、欧洲、日本等国家的顶尖研究机构，已经对此进行了大量的理论和实验研究，提出了多种可能的实现方案。这些方案包括分数量子霍尔系统、内秉拓扑超导体、半导体与超导的复合系统、量子自旋液体等。其中，原贝尔实验室和微软公司一直在推动拓扑量子计算的研究，后者还专门为此成立了研究机构Station-Q。

在我国，主要是以中国科学技术大学、中科院物理所、浙江大学、清华大学、南京大学、北京大学等为代表的学术机构在进行相关研究工作，并取得了一定的奠基性成果。

未来趋势

量子信息科学的核心目标是实现真正意义上的量子计算机和实现绝对安全的、可实用化的长程量子通信。以量子计算为基础的信息处理技术的发展有望引发新的技术革命，为密码学、大数据和机器学习、人工智能、化学反应计算、材料设计、药物合成等许多领域的研究，提供前所未有的强力手段，对未来社会的科技、经济、金融，以及国防安全等产生革命性的影响。在国际上，有人甚至将量子计算提到了“量子霸权”的高度。

总结

目前，在量子计算领域的个别点上（主要集中在拓扑量子计算领域），我国的科研机构已经取得了一些研究成果，具有一定的国际地位，但与美国及欧洲主要国家之间，仍然存在差距。

就超导量子计算而言，仅实验人员体量可能仅相当于Google、UCSB一个团队的体量。基于目前未确定最优方案的事实情况下，我们一方面要高度关注那些目前看来非常有竞争力的方案，另一方面要保持一个相对宽广的研究面，支持不同方案的自由探索和相互竞争，做到点、面兼顾。

参考：

[1]吴根，资剑等. 量子计算技术发展现状与趋势[J]. 科技中国，2017(09)

[2]郭光灿，周正威等. 量子计算机的发展现状与趋势[J]. 中国科学院，2010(05)

提到量子计算，很多人的第一感觉就是很神秘。毫不夸张的说，量子计算已经真正的开始改变世界了，也许下一次技术革命的序幕已经拉开!接下来，我们就一起来看看全球和中国在量子计算领域取得了哪些进展?

一、量子计算算法与经典算法的区别

与经典算法不同，量子计算虽然操纵的计算单元也是比特，但是此比特非彼比特。量子比特可以处于0和1两 种状态按照任意比例的叠加，而且按照量子系统的可叠加性，多个量子比特也可以并行处理运算。这样，量子计算可以执行更加复杂的计算。

二、量子计算全球的发展　　

（1）量子计算全能型选手——微软

微软的量子计算研究基于一种被称为“拓扑量子比特”的量子信息单位。二十年前， 数学天才Michael Freedman 加盟微软理论研究团队并开发出首个拓扑量子位，同时也拉开了微软布局量子计算的序幕。

2017年 9 月 25 日微软 Ignite 大会上，微软展示了拓扑量子位以及硬件软件生态系统开发方面取得的进展，其中包括与 Visual Studio 深度集成，同时适用于量子模拟器和量子计算机的新型编程语言。拓扑量子计算机最初的用途之一就是人工智能研究人员利用机器学习，加快训练算法的劳动密集型流程。据微软首席研究与战略官 Craig Mundie 透露，如果量子计算能应用于微软人工智能助理小娜 Cortana ，对她进行算法训练的时间就有机会从一个月缩短为一天。

（2）走向实用化的谷歌

2009年，谷歌开始投入到量子计算的研究中，2013年从加拿大创业公司D-Wave Systems采购了一台计算机，这台计算机当时被称作“全球首台商用的量子计算机”。2017年4月，谷歌称在年底打造出世界上第一台可以超越传统计算机的量子计算机，实现49个量子比特的操控，实现“量子霸权”。

经过多年的研究，谷歌量子计算逐渐走向实用化，其提出了三个早期量子计算装置的可行商业化应用量子模拟、量子辅助优化和量子采样。并开放了开源量子计算软件OpenFermion，用户免费使用，化学家和材料学家可以利用谷歌软件改编算法和方程，使之能在量子计算机上运行。

（3）IBM多个里程碑式的发展

去年，IBM发布了包含5个量子比特的计算机，正式开始以云计算服务的形式提供量子计算能力。18个月之后，IBM再次发布了包含20个量子比特的计算机。

IBM最初发布的量子计算机重在培养用户社区，指导用户使用这些计算机编程，所以都是免费提供的。但是近日，IBM宣布量子计算技术将实现商业变现，这就使我们不得不猜想IBM的量子计算技术是否开始走入成熟期了呢?

三、中国量子计算发展成果

（1）世界第一台光量子计算机

2017年5月3日，中国科学院发布重磅消息：世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生。据悉，经实验测试该原型机的取样速度比国际同行快至少24000倍，通过和经典算法比较，比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机运行速度快10倍至100倍。

（2）量子计算云平台正式上线

10月11日，阿里云联合中国科学院量子信息与量子科技创新研究院(上海)合作的“量子计算云平台”正式上线，旨在提升现有计算，赋能新兴产业，营造量子信息技术的生态系统，扩充安全，加强量子加密通信技术。

据悉，该云平台可以在云端为用户提供量子算法开发测试环境，通过后端连接经典计算仿真环境和真实超导量子计算，同阿里云协助进行网站的搭建和运营，提供云计算资源支撑和经典计算的仿真环境。

量子计算的发展很可能会带动一场大的科技革命，就目前而言全球的科技公司的量子计算成果来说，量子计算的发展是有目可睹的；但是量子计算在发展过程中也存在一些问题，比如，现在没有人可以为量子计算提出一个准确的定义、量子计算的大众认可度并不高、量子计算理论上的支持以及量子计算研究力度上等。我相信在不久的未来这些问题都会随着科技的不断发展这些问题都会被逐渐所完善的，在不久的将来量子计算肯定会带来一次大的科技革命。

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