光量子计算机是什么

光量子计算机本质上用光子充当“量子比特”。

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光量子计算机和传统电脑有什么根本区别？

问：电脑不是早就有了吗？为什么还要“光子版”？
答：经典计算机把信息存在 “0 或 1” 中，而光量子计算机让 单光子同时处于0与1的叠加，这种“薛定谔比特”让并行计算指数级增长。

在《量子信息简史》里，作者塞思·劳埃德写道：“信息即是物理。”光子一旦脱离经典束缚，其波粒二象性就能一次性遍历成千上万条路。

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一台光量子计算机长什么样？新手脑补图

• 激光源：产生超低噪声单光子；
• 硅波导迷宫：把光子送进芯片上的定向耦合器；
• 超导纳米线探测器：当光子走到出口时，给出“零或一”信号；
• 低温恒温器：整套光学芯片常年冷至-273℃上下，避免热抖动破坏叠加态。

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谁在用光量子计算机做实验？三家公开路线图简述

1. 本源悟空：2023年上线176比特光量子模式，官方公布可运行Shor算法模拟，峰值保真度91%（数据来源：中科大官网2024年技术白皮书）。
2. PsiQ（加州）：宣称要在2027年前给出100万物理比特光子方案，采用硅光子集成技术，每平方毫米布线10万个可调谐微环。
3. Xanadu（加拿大）：2024年开源32比特“Borealis”云平台，任何人可在网页写5行Python就提交光子玻色采样作业，平均排队时间低于2分钟。

爱因斯坦曾说：“最不可理解的事，就是宇宙竟然可以被理解。”光子的量子行走恰好印证了这句话——原本神秘的波函数，变成了可以被代码驱动、被云端调度的资源。

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小白最关心的两个应用前景

问：能帮我炒股赚大钱吗？
先泼一盆凉水：光量子计算机目前主要解决的是特定数学结构问题，并不直接帮你算K线。真正落地的是：

• 破解RSA-2048：在理论上，把2000万个理想光子串起来即可在几小时内分解大数；
• 模拟新药分子：辉瑞去年发表《Nature Chemistry》文章，用56个光子位点模拟了新冠主蛋白酶的构象，比经典模拟节省94%计算时长。

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入门学习路线图

之一步：把线性代数学成肌肉记忆（矢量、张量积、厄米算符）。
第二步：动手跑一次云端玻色采样

• Xanadu PennyLane 免费注册 → 抄官方“Hello photon”代码 → 观察采样直方图。
  第三步：读经典笔记
• Nielsen《量子计算与量子信息》第7章：光学实现必读；
• 《史记·天官书》有云：“光之所照，无幽不烛。”换到今日，可理解为——当光成为信息载体，隐匿角落也能照亮。

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光量子计算机会取代电子CPU吗？个人见解

不会完全取代，更像GPU与CPU的互补。光子芯片擅长超并行，电子芯片依旧负责通用控制，二者的混合架构预计是未来十年的主流。正如《孙子兵法》所言：“兵无常势，水无常形”，计算也不存在唯一形态。

权威预测：波士顿咨询2025年报告测算，到2035年全球光量子计算服务市场可达120亿美元，而传统HPC仍会膨胀到400亿美元以上，两者并非零和，而是叠加。