馬云說:量子計算只要一臺服務器就可以替換掉阿里云的100萬臺服務器!
所謂的量子芯片,如果它指的是產生量子的芯片的話,以目前的技術來看,最有效的還是光刻機制成的芯片。

但是哪怕光刻機的最小精度,也比一個量子要大許多倍,也許量子技術達到商用水平的時候,我們可以采用量子刀來雕刻芯片,或者更多的技術能力依賴于云計算。

為什么我們要用到那么高精度的芯片?
實際上芯片完成的大多數計算,都可以采用通用的計算機編程實現,不過,當根據一個專用需要,采用邏輯電路對它的算法優化后,它的功耗更低,成本更好。
在三十年前,大家都喜歡用一個叫“計算器”的工具,它的體積和現在一臺手機差不多大,里面也采用了晶體管電子板來實現。
今天, 我們的手機芯片里一個相當于三十年前萬分之一體積的集成芯片電路,就可以實現比“計算器”更強的功能。

這就是“摩爾定律”的影響,不停地采用集成度更高,密度更高的芯片來實現更多的功能,讓生活更豐富多采!
為什么量子計算會減少芯片的使用
我們要實現量子計算,最重要的是產生可用于科學計算的量子,但是由于量子極不可測量,產生起來也很困難。
IBM聲稱將提供一臺53量子位的量子計算機,這臺計算機用很小的體積,有希望達到相當于目前10萬臺云計算節點的計算能力,是人類歷史上劃時代的進步。
所以說,量子計算是從另一個角度上解決了計算的集成度的問題,它采用通用的計算方式,一樣可以節省耗能和成本 。
理論上,量子計算機出來之后,很多我們依靠專業芯片達成的計算能力,可以很快地轉移到通用的,采用量子計算技術的云計算中。
所以從這個角度來講,量子計算搶了芯片計算的蛋糕,降低了芯片的使用范圍。

量子計算機的制造也要依賴于傳統的芯片技術
但是,量子計算機并不是憑空產生的,要產生量子,一樣需要采用傳統的物理設備、電氣技術,進行復雜的計算產生。
而為了進行這些計算,和加速它們,都需要更為專業的芯片,無論是通用的CPU工具,還是專門為量子計算設計的專用芯片,它們都需要光刻機來制造。
同樣,也會遵循摩爾定律,為了生產量子,實現量子計算,集成度越高的芯片效果就會更好。
未來也有可能采用量子來生成芯片
我們知道,現在的芯片的精度就是最小的晶體管的直徑,采用了半導體技術和光刻機之后,我們可以把一個晶體管的徑長降低到5納米之內,從而大大增加集成度,達成了更豐富的功能。
可是理論上來說,采用激光刻錄的芯片,最小的徑長取決于原子的直徑,就是采用一個原子來做晶體管的時候,它的徑長,決定了芯片的極限精度。
這個精度是多少?
臺積電公布大約是0.1nm!氫原子大小的極限芯片,就是光刻機的物理極限。
但是比原子還小的是質子和電子,比電子更小的才是量子,它們的比較關系如下:
- 分子10^(-10)m
- 原子10^(-10)m
- 質子10^(-15)m
- 中子10^(-15)m
- 電子10^(-16)m
- 夸克10^(-18)m
- 科學家們認為原子是物質的最小單位,而量子是能量的最小單位。它至少是原子大小的億分之一!
所以你想想就能知道,如果人類能夠讓量子聽話地跑出自已的路線,或者成為晶體管,那我們的集成度將會是現在的幾億倍還不止。
一個手機那么大小的芯片,可能比現在全世界所有的計算機加起來的計算能力還要強上不少!
未來是量子力學的未來
今天我們的經典物理已經遇到了很多極限的難題,比如說宇宙航行永遠不能超越光速就是一個困難,制約著我們前進的深度和廣度。
但是光速在量子信息傳遞的速度面前,不值一提!
所以全世界的領先國家都把對量子力學的研究作為重中之重。
量子計算能解決當前計算能力不足的問題,用云計算取代大部分的專用芯片能力!
量子通信能解決我們的通信速度和保密性!
量子的大小很可能制造出我們目前難以想象到集成度的芯片!
正因為這樣,馬云不惜重金資助中科院聯合建設了國內第一家量子計算機研究的私人資助實驗室,一旦量子力學搞出來了,阿里云就再也不用大量地購買美國人的芯片和服務器了。

量子的發展體現了一句古話,我思故我在!
最好送一首好詩給那些對量子有興趣的人們:
莊周夢蝶先秦時,
蝶夢莊周未可知,
量子計算達宇宙,
一夕再無光刻機!