想象你在用手指旋转一个篮球。根据自然法则，球不是向右旋转就是向左旋转，但绝不能同时向两个方向旋转。量子计算的世界是不同的:在这里，球可以同时向两个方向旋转。

量子计算机中最小的单位是量子位。经典比特的值可以是0或1，而量子位可以同时是0和1。这种同时存在两个不相容的事物的状态也被称为“叠加”。经典的比特是独立运作的，而量子位是相互作用的，形成了所谓的“纠缠”。这些特性使得复杂的操作和状态的指数增长成为可能:一个量子比特代表两种状态，0和1，两个量子比特代表四种状态，三个量子比特代表八种状态，等等。因此，量子计算机可以比传统计算机更快地解决某些类型的问题。它们不局限于逐步计算，而是可以同时计算大量可能的解决方案，而且速度远远超出我们的想象。

举个例子:想象一个群岛，有成千上万的岛屿由桥梁连接起来。你正在寻找一条只穿过每个岛一次的路线。假设有一百万条可能的路径，只有一条正确的，一台经典计算机平均要尝试50万次才能找到正确的解决方案。相比之下，量子计算机只需尝试1000次就能解决这个问题，或快500倍。1

对于大多数人来说，量子计算很难理解，甚至比尔·盖茨也将其描述为“象形文字”。对于pRED(制药研究和早期开发)的数据科学主管Martin Strahm来说，这正是它如此迷人的原因:“我们无法理解某物可以同时出现在两个位置。孩子们可以做到这一点，他们有神奇的思维能力，但我们不再是了。对我来说，量子计算有点像魔法。这是不可想象的，但我们可以计算它，我们甚至可以制造机器来做一些不可想象的事情。”

pRED运营负责人布林·罗伯茨(Bryn Roberts)也对量子计算的可能性感到兴奋。在他的领导下，几个月前成立了一个工作组，目的是监测该领域，发展合作并试点早期应用。

Mariëlle van de Pol, pRED全球区域主管，技术解决方案交付和架构，领导工作组，她说她有时感觉像一个冲浪者看着海浪:“我们正在扫描地平线，等待大浪，但我们不知道它会有多大，也不知道它什么时候来。但如果你看到科技公司在这个话题上投入了多少资金，以及整个领域的发展有多快，你就会意识到它会到来，它将改变游戏规则。”

做好准备——这是特别工作组的任务。他们采取了双管齐下的方法:学术和商业轨道。一方面，他们与牛津大学的三名博士生合作，例如，他们应用量子计算机模拟来计算分子的能量。另一方面，在罗氏合作的支持下，他们研究与拥有所需知识和硬件和软件的大型科技公司可能的合作关爱游戏ayx信誉系。然而，罗氏拥有当今科技公司所不具备的东西:对生物医学的深入理解，因此，有能力开发特定的软件和算法，将量子技术应用于制药领域。这种竞争优势是Mariëlle和她的团队正在努力捍卫和扩大的。

最有前途的应用之一是分子及其化学行为的模拟，这将使新药的开发更快、更精确。量子技术还可以用于机器学习中的量子驱动神经网络，使我们能够解决优化问题，例如蛋白质折叠。在生物医学图像分析中，量子计算机可以帮助检测由疾病引起的拓扑变化。除了研发之外，还有许多其他应用，例如在生产、金融和IT领域。

然而，在量子计算的黄金时代到来之前，还有很长的路要走。乐观主义者给出的数字是5年，现实主义者给出的数字接近15年。一个主要的挑战是硬件。量子比特仍然非常不稳定，容易受到外部影响。与我们方便大小的笔记本电脑和智能手机相比，量子计算机看起来完全是老式的——占用很大的房间，里面有专门的设备机架和巨大的冰箱来超级冷却量子芯片，只包含少量量子比特。罗氏需要更多的量子比特来实现有意义的影响。因此，关键问题是，在众多正在探索的硬件解决方案中，哪一种能够同时实现量子比特的稳定性和可扩展性。pRED信息学的科学应用开发人员Andreas Maunz总结道:“我们真的在等待物理实现。理论已经有了，但机器还需要建造。”

然而，有一件事是肯定的:量子计算机具有巨大的潜力。一些人甚至认为，这项技术将能够解决人类面临的重大问题，从气候变化到对抗各种疾病。数据科学家Martin总结道:“我不认为量子计算将解决世界上所有的问题。但真正令人着迷的是，即使是非常小的量子计算机也可以在传统计算机上进行需要宇宙生命周期的计算。你能计算出来的真的是难以想象的。但它真的能帮助人类吗?这取决于我们。”

最有前途的应用之一是分子及其化学行为的模拟，这将使新药的开发更快、更精确。量子技术还可以用于机器学习中的量子驱动神经网络，使我们能够解决优化问题，例如蛋白质折叠。在生物医学图像分析中，量子计算机可以帮助检测由疾病引起的拓扑变化。除了研发之外，还有许多其他应用，例如在生产、金融和IT领域。

1. 波士顿亨德森研究所[互联网;引用2018年12月]。可以从 https://www.bcg.com/publications/2018/coming-quantum-leap-computing.aspx