量子計(jì)算機(jī)的減速帶

接下來的一個(gè)關(guān)鍵問題就是：到底是什么阻礙了我們?cè)诋?dāng)今時(shí)代去營(yíng)銷如此強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)呢？為什么那些野心勃勃的發(fā)明家不趕快推出一款可以破解任何已知代碼的量子計(jì)算機(jī)呢？

理查德·費(fèi)曼在首次提出量子計(jì)算機(jī)概念時(shí)就預(yù)見到量子計(jì)算機(jī)有可能需要面對(duì)的問題。為了使量子計(jì)算機(jī)能夠保持工作狀態(tài)，原子必須實(shí)現(xiàn)精確排列，以便能夠產(chǎn)生一致性的振動(dòng)，這被叫作“相干性”。然而，原子是非常小且非常敏感的存在，哪怕是外部世界里一個(gè)最小的雜質(zhì)或者一次最微弱的干擾，都可能導(dǎo)致原子陣列發(fā)生變化，從而破壞這種相干性，發(fā)生所謂的“量子退相干”，導(dǎo)致整個(gè)計(jì)算過程被破壞。由此產(chǎn)生的脆弱性，就是量子計(jì)算機(jī)目前所面臨的主要問題。那么接下來，這個(gè)價(jià)值數(shù)萬億美元的問題是：我們能控制量子退相干嗎？

為了最大限度地減少來自外界的各種干擾，科學(xué)家嘗試使用一些特殊設(shè)備將溫度降至接近絕對(duì)零度，從而使不必要的干擾降到最低。但要讓溫度接近絕對(duì)零度，就需要使用一些昂貴稀缺的泵和管道等。

這種操作本身就將一個(gè)謎題擺在了我們面前。大自然是在室溫下順利地使用量子力學(xué)的。比如，光合作用作為地球上最重要的過程之一，就是一個(gè)猶如奇跡般的量子過程，但它就發(fā)生在常溫下。大自然母親并沒有使用一屋子的奇異設(shè)備把周遭溫度降至接近絕對(duì)零度才開始成功運(yùn)行并完成光合作用。即使是在溫暖、晴朗的日子里，外部條件帶來的干擾也會(huì)導(dǎo)致原子水平上的混亂，但自然界中的原子卻能夠穩(wěn)定地保持著一致性，所以其中一定有什么運(yùn)作機(jī)制是我們所不了解的。倘若有一天，我們真正清楚了大自然母親是如何在室溫下施展魔法的，我們才能說自己已經(jīng)成為真的量子科學(xué)大師甚至是生命科學(xué)大師。