量子计算

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1. 介绍

请想象一个巨大、复杂的迷宫，出口只有一个。

  • 经典计算机（传统电脑）是一只跑得很快的 “ 机械老鼠 “。
    它不仅跑得快，而且不知疲倦。但它一次只能走一条路。遇到死胡同，必须退回来，再试下一条。如果要试一亿条路，它就得跑一亿次。哪怕它是全世界最快的老鼠，时间成本也很高。
  • 量子计算机不是老鼠，它是倾倒进迷宫的 “ 水 “。
    当你把水倒进去，水流不需要做选择。它会同时涌入所有的通道、所有的死胡同和正确的路径。水流通过 “ 并行 “ 的方式，在一瞬间填满迷宫，并自然地从出口流出。

量子计算的本质，就是利用 “ 水 “ 的特性（波的特性），一次性探索所有可能性。驱动这股 “ 水流 “ 的，主要由三个量子力学引擎构成

  • 量子叠加 (Superposition)
    • 从 “ 非黑即白 “ 到 “ 既黑又白 “
    • 经典比特（Bit）就像开关，要么是 0（关），要么是 1（开）。量子比特（Qubit）就像旋转中的硬币。在它停下来之前，它既是正面又是反面。它处于一种混合的概率状态。
    • 如果你有两个经典开关，你只能表示 00, 01, 10, 11 中的一种状态。但如果你有两个旋转的硬币（量子比特），你同时拥有了这四种状态的叠加。随着量子比特数量增加，其包含的信息量呈指数级爆炸。这就好比老鼠不仅能跑，还能分身。
  • 量子纠缠 (Entanglement)
    • 当两个量子比特发生 “ 纠缠 “ 时，它们就不再是独立的个体，而变成了一个整体系统。
    • 想象一对有魔法的双胞胎，一个在地球，一个在火星。无论相隔多远，只要你不看他们，他们就在旋转。但只要你按住地球上的双胞胎发现是 “ 正面 “，火星上的那个会瞬间变成 “ 反面 “（或相关状态）。
    • 这意味着在计算中，操作一个量子比特，会瞬间影响与之纠缠的其他比特。这让系统能作为一个整体并行处理极其复杂的关联运算，而不是一个个单独处理。
  • 量子干涉 (Interference)
    • 大家常问：” 既然量子比特既是 0 又是 1，最后怎么读取答案？
    • 量子计算就像降噪耳机。物理学家编写算法（就像编排波纹），让代表 “ 错误答案 “ 的波峰和波谷相撞抵消（相消干涉），让代表 “ 正确答案 “ 的波峰叠加放大（相长干涉）。
    • 就像水流流出迷宫出口。所有的死胡同里的水波最终都平静了，只有通向出口的那股水波最强。当你最后进行测量时，你以极高的概率直接得到正确答案。

延伸扩展

  • 不要指望用量子计算机来刷短视频或打游戏（甚至会更慢）。它不是为了加速简单的日常任务，而是为了攻克组合爆炸问题。
  • 现在的量子计算机主要还是实验室里的庞然大物，距离 “ 量子 iPhone” 可能还有半个世纪，或者物理学上根本做不到便携。
  • 目前的量子计算，正处于 1903 年莱特兄弟刚让飞机飞起来的阶段。当时如果你投资航空业，你可能会投中波音的前身，但更大概率会投中 99% 后来倒闭的作坊。业界普遍认为，容错量子计算 (Fault-Tolerant Quantum Computing) 的到来可能还需要 5-10 年甚至更久。那是真正的 “iPhone 时刻 “。
  • 那些制造量子计算机必需品（如极低温制冷机、特种线缆、控制芯片）的公司。无论谁赢，都需要 “ 铲子 “。这类风险相对分散。
  • 这是一场风险极高的赌注。这不像买可口可乐（稳定），更像是在 1995 年买互联网公司——可能是亚马逊，也可能是 Pets.com（泡沫破裂）。

2. 量子计算股票

  • 全球绝对龙头（硬件）： IBM（技术积累最深厚） 和 IonQ（纯正量子股代表）。
  • 全球赋能龙头（芯片）： NVIDIA（如果不买不确定的量子技术，买模拟器算力是最稳的）。
  • 中国核心龙头： 国盾量子（技术背景最强，国家队色彩）。
  • 国盾量子 (688027.SH)，背靠中科大（潘建伟团队），是中国量子领域的 “ 国家队 “。它作为 “ 量子科技第一股，它是目前 A 股 “ 含量子量 “ 最高的股票。
  • 浙江东方 (600120.SH)：它旗下基金投资了神州量子和科大国盾（即国盾量子），通过股权关系通过间接持有了中国量子计算独角兽企业的股份。