量子计算机不会“秒杀”经典计算机

来源：《中国科学报》作者：陈昭昀

许多人在介绍量子计算机的时候，都喜欢用到“秒杀”这个词。比如：量子计算机将“秒杀”现有密码体系、量子计算机将“秒杀”经典计算机，甚至将量子计算机比作无所不能的“千手观音”，经典计算机在其面前不足为道，好像只有这样，才能显示出量子计算机的伟大之处。

如果仅是为凸显量子计算机的并行计算能力，这些说辞无可厚非；但若是认为量子计算机将全面“碾压”经典计算机，则这类说法属于误读，应予勘正。

通用量子计算机一旦诞生，的确有望帮助人类化解许多现有计算能力下无法解决的大规模计算难题，但这并不意味着量子计算机将对经典超级计算机系统取而代之。相反，量子计算机和经典计算机的角色定位，实际上是一种互补关系。也就是说，量子计算机研发成功不代表经典计算机要退出历史舞台。

原因有三：

首先，量子计算机的运行需要经典计算机的控制。从理论上讲，量子计算机中除了计算的部分在量子芯片中进行，其他的条件判断、递归等高级逻辑是需要经典计算机辅助完成的。缺乏经典计算机控制的量子计算机，就像一把无人挥舞的利刃，无用武之地。

其次，经典信息与量子信息之间需要互相转换。我们人类看到、听到的信息都是经典世界中的信息，这些信息不能直接被量子计算机处理，而是需要转换成它所能理解的量子信息才能进行并行处理。这需要经典计算机来做量子计算机到用户的“翻译器”，使人们能更好地利用量子计算机的强大功能。

第三，量子计算机的加速特性只出现在某一类特定的问题上。比如Shor算法分解一个质因数，经典计算机需要处理上百年，用量子计算机大约只需一天。但是，如果只是做普通的加减乘除，量子计算机并不能把这些问题变得更快一些。正所谓“杀鸡焉用牛刀”，量子计算机可被用于解决超大规模的并行计算问题，也就是那些经典计算机无法短时间内处理的问题，但是对于简单的问题，经典计算机的表现已经足够优秀。

总的说来，量子计算机的地位类似于如今的图形处理器（GPU）。因为GPU擅长做并行运算，所以中央处理器（CPU）将特定的任务发送给GPU并控制它的计算流程，最终再将计算完的结果传送回来，以达到加速的效果。所以，量子计算机最终会找到它的适用场景，例如机器学习、大数据处理等方面，来补充经典计算机所不能解决的问题。