全球架构师峰会2019北京/量子计算/量子计算及其潜在应用&mdash

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摘要

文档讨论了量子计算的基本原理、核心优势及潜在应用领域，包括量子化学模拟、量子优化问题、量子密码系统等。华为在量子计算领域取得了显著进展，特别是在HiQ云服务平台的研发和量子化学、调控技术的应用。文档还提到了量子计算的发展历史，从量子力学的建立到商用量子计算机的出现，并展望了未来量子计算的潜在应用和技术挑战。

AI总结

《全球架构师峰会2019北京：量子计算及其潜在应用》总结如下：

### 1. **量子计算的应用领域**
量子计算的主要应用包括：
- 量子化学模拟
- 量子材料模拟
- 量子优化问题
- 量子机器学习
- 量子密码系统
- 量子精密测量
- 量子启发算法

### 2. **量子计算的优势**
量子计算在以下领域具有显著优势：
- Chemistry Simulation（化学模拟）
- Material Design（材料设计）
- Web Security（网络安全）
- Decryption（密码破解）
- Data Search（数据搜索）
- Quantum AI（量子人工智能）
- Optimization（优化问题）
- Financial Analysis（金融分析）

### 3. **经典计算的物理极限**
摩尔定律的失效表明，未来的算力发展将依赖于量子计算技术的探索。

### 4. **量子计算的基本原理** [2]
- 量子叠加（Superposition）
- 量子调控（Quantum Control）
- 容错量子门（Fault-Tolerant Quantum Gates）和拓扑量子门（Topological Quantum Gates）
- 预计成熟期：硬件量子调控为3年，容错量子门为5年，拓扑量子门可能需要10年以上。

### 5. **量子计算的技术挑战与发展**
- 随着量子工艺和调控技术的进步，“可用”量子比特数在短期内将达到50-100个。
- 量子-经典混合计算是发挥量子潜力的重要途径之一。

### 6. **华为量子计算的进展**
华为推出了量子计算云服务HiQ 2.0，涵盖以下功能：
- 量子应用（化学模拟、组合优化、人工智能）
- 量子算法库（优化算法、学习算法）
- 量子编程框架（HiQ Framework）
- 量子控制（HiQ Pulse）
- 量子芯片仿真器（HiQ Simulator）
- 提供丰富的Ansatzes选项、兼容多种化学软件、实现大规模分子模拟等。

### 7. **量子计算的历史与发展时间线**
- 1900-1930年：量子力学的建立。
- 1935年：爱因斯坦等提出EPR佯谬。
- 1964年：Bell不等式提出。
- 1981年：Feynman提出量子模拟。
- 1985年：Deutsch阐述量子图灵机概念。
- 1994年：Shor提出大数因式分解算法。
- 1996年：Grover提出量子搜索算法。
- 1993年：姚期智首次证明量子图灵机模型与量子电路模型的等价性。
- 2011年：D-Wave公司研制出第一款商用量子退火机。
- 2016年：IBM研制出5量子比特的超导量子计算机。
- 2017年：D-Wave推出2000Q量子计算机。
- 2018年：Google发布72量子比特超导计算机芯片Bristlecone。
- 2019年：Google在Nature发文，演示量子优越性。

### 8. **量子计算的未来展望**
量子计算将对多个领域产生深远影响，包括金融、医疗、能源、材料、网络安全等。华为在量子软件和算法研究领域的努力（如HiQ云服务平台）将推动量子计算的进一步发展。

总结：量子计算以其独特的物理原理和算法优势，在密码破解、材料科学、优化问题等领域展现出巨大潜力。随着技术进步和产业化发展，量子计算有望在未来成为改变社会的革命性技术。