量子計算從理論上來講已經(jīng)是行得通的了，而在實際應用中也有一小部分量子計算機被應用于諸如量子物理、高等數(shù)學的計算之中，但其距離我們的日常生活還顯得過于遙遠，普通人仍無法接觸到這一前沿的技術。

現(xiàn)在，加拿大有一家名為D-Wave的量子計算公司就試圖打破這一現(xiàn)狀，在2013年得到Google和NASA的聯(lián)合投資之后，他們希望借助開源軟件將量子計算這一技術進一步普及。

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傳統(tǒng)的計算機的基本信息存儲單位是具備二進制屬性的“比特”，二進制數(shù)的一位所包含的信息就是一比特，如二進制數(shù)0100就是4比特。

與之相比，量子計算所借助的“量子”則沒那么簡單，它有一種很奇怪的狀態(tài)“量子疊加”，即在未被觀察時，同一個量子粒子可以以不同狀態(tài)同時存在于兩個、或者兩個以上的點位。而科學家們恰恰是利用量子的這一特性創(chuàng)造了可以同時代表1或0兩種狀態(tài)的“量子比特”，而利用“量子比特”所制造的量子計算機很顯然從理論上就已經(jīng)比現(xiàn)有的計算機要快很多了。

IBM在2000年就展示過他們所研發(fā)的量子計算機，并在后續(xù)不斷進行技術上的改進。而與之相比，D-Wave的產(chǎn)品則顯得更為搶手一些，不僅得到了Google和NASA的青睞，就連洛克希德馬丁公司和洛斯阿拉莫斯國家實驗室也都采用了他們的量子計算機。

不過即便如此，量子計算機在現(xiàn)實場景中進行應用還面臨著多重考驗。首當其沖的就是量子比特十分脆弱，很容易就脫離疊加狀態(tài)，導致計算機無法運行。

其次就是以當前的量子計算機技術水平來講，要正確使用它還是需要極高的專業(yè)知識才可以，這就會是大多數(shù)普通人望而卻步。

針對這一問題，D-Wave總裁Bo Ewald說：“D-Wave正在努力推進量子計算機硬件的開發(fā)升級，但這還遠遠不夠，需要有其他人參與到應用程序和軟件工具的設計中來。“

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因此，D-Wave發(fā)布了一款名為Qbsolv的軟件，開發(fā)人員借助它可以在無需掌握相關量子物理知識的情況下為D-Wave的量子計算機編寫程序。之前已經(jīng)有一小部分D-Wave的合作伙伴使用過這款軟件了，反饋都很積極，所以他們才下決心要將Qbsolv開源，使每個人都可以參與進來。

曾參與Qbsolv開發(fā)的科羅拉多大學博爾德分校的數(shù)學家Fred Glover就曾說，“并不是每一個計算機科學領域的專家都能認識到量子計算機在未來的潛力，而Qbsolv就提供了一個很好的契機，它將這一技術具體化，也就能吸引更多相關的研究人員和從業(yè)者都參與到量子計算機的未來發(fā)展之中。”

人人皆可量子計算

為了便于未來量子計算機的程序員更好地進行開發(fā)工作，D-Wave還資助開發(fā)了一系列類似于Qbsolv 的工具性軟件。例如2016年Scott Pakin編寫的Qmasm就屬于其中的代表，而Pakin本人也是一位在洛斯阿拉莫斯國家實驗室工作的Qbsolv 的用戶，據(jù)悉，這款軟件可以使開發(fā)人員跳過底層硬件直接進行代碼編寫。

Ewald也說D-Wave的目標就是建立一個量子計算軟件的生態(tài)系統(tǒng)，讓開發(fā)者們聚集在這個社區(qū)之中進行交流，而要實現(xiàn)這一切，系統(tǒng)開源是必經(jīng)之路。

當然，每一個開發(fā)者所開發(fā)的軟件都必須要在真正的量子計算機上運行，否則這種努力就沒有任何意義。但當今世界上的量子計算機只有屈指可數(shù)的幾臺，不可能所有人對接觸得到。所以在過渡期間，開發(fā)者可以下載一個D-Wave模擬器，在自己的電腦上測試軟件。盡管這種測試效果不會十分理想，但起碼算是一個好的開始。

去年，IBM就推出了一項云服務，使人們能夠在IBM的量子計算機上運行自己所開發(fā)的程序。與之相比，靠Qbsolv和Qmasm開發(fā)的軟件則只能運行在D-Wave自家的量子計算機上。這是因為D-Wave的機器采用了與傳統(tǒng)計算機甚至其他量子計算機都完全不同的算法。

雖然我們身邊的計算機千差萬別，從智能手機到IBM的量子計算機應有盡有，但它們的原理都是相通的，這意味著它們可以靠編程來解決所有類型的問題，但D-Wave的量子計算機設計目的就比較單一：解決優(yōu)化上的問題，最典型的例子就是推銷路線問題，即計算通過某特定位置的最短路線。

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在D-Wave發(fā)展的早期，批評者們甚至懷疑D-Wave所做的究竟是不是量子計算機，而在2015年，Google和NASA聯(lián)合發(fā)表了一篇有關D-Wave的論文之后，大多數(shù)研究人員都肯定了其量子計算機的真實性?，F(xiàn)在最大的一個問題就是D-Waves的量子計算機是否比傳統(tǒng)計算機速度更快，以及它的獨特路線是否比IBM和其他研究人員所采用的方法更好。

Pakin就說，他非常信任D-Wave的潛力，盡管他們目前還沒有提供性能改進方案。他還解釋說，D-Wave的量子計算機要做的并不是提供最有效的答案，與之相反，它要么是提供可能性最高的解決方案，要么最快速的給出不那么完美的地解決方案，而這對許多人工智能應用程序都大有用處。

然而，在理想情況下，所有的計算問題要都可以被轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題，Qbsolv和Qmasm的出現(xiàn)也是為了這一目的，但要真正實現(xiàn)這一目標，D-Wave不僅需要開源軟件，他們更需要打造一個開源社區(qū)。