长期以来，量子计算一直感觉像是《明天的世界》中永无止境的一集——一个永远不会真正到来的令人难以置信的高性能计算的科幻未来。这绝对不再是小说了。
量子计算就在这里。英国国防部拥有自己的量子计算机;如今，企业可以从亚马逊(Amazon)和微软(Microsoft)等公司租用量子计算时间;你桌上笔记本电脑里的处理器可能就是由英特尔公司制造的，该公司正在研发自己的量子处理器。
这种高性能硬件的可用性意味着什么?我们都要把个人电脑换成量子计算机吗?它到底是如何工作的呢?我们会回答所有这些问题。
当涉及到量子计算时，没有简单的术语——这是一项极其复杂的技术，它有多种形式。但这里是基本要点。
传统的计算机，例如您正在阅读这篇文章的设备，使用比特处理信息。比特可以被认为是灯的开关——它们要么开，要么关。在计算机中，这两种状态表示为0或1。从字面上讲，存储在你设备上的每一块数据，无论是Word文档还是YouTube视频，都可以归结为1和0。
量子计算机的工作方式不同。他们使用量子比特而不是比特，比特可以同时存在于两种状态——就像一个灯的开关可以同时打开和关闭。更令人兴奋的是，量子计算机可以利用纠缠等现象来帮助它们进行计算。纠缠是两个或多个量子位之间的一种神秘联系，尽管它们在物理上彼此相距遥远，但它们的状态是相连的。
你很难理解这些概念，但它基本上使量子计算机比传统计算芯片具有巨大的处理优势，因为它们可以比普通计算机或服务器更快地破解问题。
缺点是量子计算机不容易制造。虽然现在工业界和学术界已经有了量子计算机，但我们还处于它们发展的早期阶段。当扩展到几十个量子位时，它们会变得不稳定，并且会产生不容易检测到的错误。
它们还需要一种完全不同的编程方法。你不能在量子计算机上运行传统的计算机软件，没有量子版的Windows!(至少现在还没有。)我们才刚刚开始了解如何为这些机器编写软件，并利用它们的巨大能力。
量子计算机擅长于真正棘手的计算工作，那些涉及高度复杂性、不确定性或随机性的工作。它们不会让Excel运行得更快，也不会让你在《堡垒之夜》中获得额外的图像表现，但它们擅长处理通常由超级计算机或云计算集群处理的庞大任务。
这既带来了巨大的机遇，也带来了可怕的风险。有利的一面是，量子计算机可以更好地解决诸如寻找癌症治疗方法之类的任务，或者至少可以更准确地预测肿瘤将如何突变，这可能会大大改善患者的治疗效果。
它们非常适合模拟原子、分子和其他自然结构的行为，这可以帮助我们更好地理解宇宙是如何运作的，或者加速我们对气候变化的认识，并找到更有效的方法来解决它。
在许多平凡的任务和活动中，它卓越的处理能力可以提供巨大的优势，比如在物流、金融建模和当前热门的计算话题——机器学习和人工智能方面。
然而，这里也存在严重的风险。量子计算分解大数的能力可能会彻底破坏当今的加密技术，而加密技术是我们所有金融交易和安全通信的基础。密码学的基本原理是，当今的计算能力太有限，无法在合理的时间内破解密码，但IBM最近的一份报告声称，“量子计算对经典计算机加密协议构成了生存风险”，因为理论上它能够在一天内强行通过最严格的加密标准。
这就是为什么像谷歌这样的公司正在研究“量子弹性安全密钥”来抵御这种威胁。美国政府已经通过了《量子计算网络安全准备法案》，该法案旨在保护联邦政府系统免受量子计算机突破传统加密的影响，一些人预测这一天可能只需要几年的时间。
现在可以买到，但如果你走进Currys的分店，你就找不到它们了。
有几种不同类型的量子计算机建立在不同的技术上，在最极端的情况下，它们是巨大的仓库大小的野兽，需要放在巨大的冰箱里以防止过热。
然而，量子计算机也开始以更传统的形式出现。例如，去年，国防部接收了第一台量子计算机——ORCA Computing PT-1，它大约有4英尺5英寸高，放在一个普通的19英寸服务器机架上，不需要任何特殊的冷却设备，因为它可以在室温下运行。乍一看，您很难将其与任何企业中的常规服务器区分开来。
也可以按需购买量子计算能力，就像你可能会购买常规的云计算能力一样。亚马逊(Amazon)和微软(Microsoft)都像出租传统服务器一样出租量子计算机的使用时间，这使得学术界和企业都可以开始掌握量子计算，而无需花费大量费用购买自己的硬件。
随着技术的成熟和价格的降低，量子计算机无疑会变得更加普及。正如我们之前提到的，芯片巨头英特尔已经看到了对其传统芯片业务的迫在眉睫的威胁，并开发了自己的量子研究芯片，名为“隧道瀑布”，并将其提供给教育机构，以便他们可以开始建造自己的量子计算机。
但在短期内，你几乎不可能用量子计算机取代Windows PC或Mac。即使它开始以传统的形式出现，它仍然非常昂贵(国防部的计算机可能已经花费了六位数)。即使你能负担得起这样的奢侈，也不会有消费级的软件在上面运行。量子计算技术可能有一天会渗透到消费领域，但在可预见的未来，你不会在家里实现量子飞跃。
