隨著數據的海量增長，機器處理數據所需的時間也越來越多。增強現實、虛擬現實、人工智能、機器人、實時分析和機器學習算法都需要云計算提供無限快速且無限計算能力和無窮大的存儲空間。有趣的是，這些都是在摩爾定律顯示的發展速度放緩之后發生的，摩爾定律在幾十年來幾乎每個工程和技術的重大進步中發揮了作用。

到2025年，云中對傳統計算功能的需求將會非常大，以至于云計算無法滿足這些計算需求。量子計算的到來有望徹底改變云計算，量子計算提供的是大規模并行處理，原子級存儲和試用物理定律而不是外部加密的安全性。云很快會被量子計算驅動，軟件將會以全新的方式被寫入。

雖然量子計算的概念已經提出了50多年，但是真正取得進步卻是在最近5年以內，2017年可以說是量子計算的一年。

IBM、微軟、谷歌、Intel、D-Wave今年取得了巨大的進步，量子計算正在進一步推動計算機性能的發展。

什么是量子計算

量子計算就是利亞原子例子的量子態來執行記憶和處理任務，經典的計算機交換晶體管將信息編碼為表示“0”或“1”的單位。相比之下，量子計算機本身使用原子(如電子、質子和光子)的基本構建模塊，這些亞原子例子是自旋的。

根據量子物理的定律，粒子是否有上升或下降可能并不清楚。這些亞原子粒子同時擁有所有這些性質。 這被稱為疊加。 一個量子位(一個與經典位不同的稱為量子位的新術語)可同時存在為零或一個。疊加允許量子比賽一次執行多個計算，而不像傳統機器那樣按順序進行。兩個量子位可以同時存在四個可能的兩位數(00,01,10和11)。這些疊加使得量子能夠一次執行多個計算，而不像傳統機器那樣按順序進行。

量子計算給用戶帶來的是大規模并行處理，可以類比為Grover搜索算法。想象一個獎品藏在四扇門后面的游戲，你必須在盡可能少的開門的情況下找到獎品。傳統的電腦平均需要做兩次以上的操作才能找到獎品，因為它必須連續打開每扇門。然而，量子計算可以一次找到獎品，因為它可以一次打開所有的門。這種計算的數量是每個額外量子的兩倍，因此計算速度呈指數級加倍。由500個量子組成的量子計算機可以進行2 ^ 500個計算。

量子計算必須知道的五大問題

1. 我們將以不同的方式編寫程序，新的編程范例和語言，新的算法以及編寫邏輯的新方法
2. 量子計算比傳統計算快數千倍，谷歌宣布有一臺量子計算機，比任何傳統的實驗室計算機都要快一億倍。
3. 量子計算革新了我們接近機器學習和人工智能的方式，將顯著加速機器學習。由于使用量子遂穿，量子計算機將減少100到1000倍的功耗。
4. 量子計算將破壞今天的互聯網安全，它可以在幾天之內破解今天的一些加密技術，如RSA何ECC。在這方面，量子計算就像是發現鎖定在原子中的巨大能量的應用。核裂變發生在1938年，是二戰開始前的九個月，它改變了世界。量子計算可能是一個原子彈的IT等價物。現在，我們正在與時間賽跑，準備現代密碼技術才能被打破。新的安全方法，使我們能夠使用物理定律而不是使用外部加密方法來保護數據。
5. 量子計算不能適用于所有問題。在一些傳統的任務中，川通服計算機仍然比量子計算機更實用。而量子計算解決的是新興的業務問題，如自動駕駛汽車的協同、財務建模、天氣預報和粒子物理等領域。

量子計算革新了處理計算機科學和邏輯的方式，很多算法將需要重新設計并重新編寫使用量子計算的范例。