量子電腦是計算的下一步。 這些設備可以利用量子力學的特性來顯著提高電腦的性能。 即使是最強大的超級電腦也無法與這種方法競爭。 但要實現這令人難以置信的潛力，前面的路還很長。
儘管如此，在過去的幾年裡，大步已經被採用，簡單的量子處理器即將上線。 新的突破為該學科的重大挑戰提供了解決方案。 路還很長，但現在我們可以看到沿途的一些機會。 為了大問題，IFLScience 的播客，我們採訪過溫弗里德‧亨辛格教授，蘇塞克斯大學量子技術教授兼首席科學官宇宙量子，關於這些設備將產生的影響。
專家們對於量子電腦目前的設想是什麼？
溫弗里德·亨辛格:人們總是問我：我們什麼時候才能擁有一台有用的量子電腦？ 我總是會用同樣的答案來回覆。 我要問他們：你認為我們什麼時候擁有第一台有用的傳統電腦？ 有人說是60年代，但真正聰明的人會看歷史。 那是 1945 年。 所以，你可以看到，1945 年，我們首次實現了傳統電腦的高影響力應用。
我們確實必須限定這個問題：“用於什麼應用？” 為了計算彈頭或破解加密，我們在 1945 年就有了一台經典電腦。 因此，同樣的事情也適用於量子電腦。 在接下來的五年或十年中，我們將看到量子電腦的第一個有用的應用程序，這可能是一個真正具有高影響力的應用程序，它肯定會改變一切，也許在一個特定的行業領域。
一旦潛力被證明會發生什麼？
身高：然後我們將建造更強大的量子計算機，而且不僅如此。 我們也研究演算法和軟體，因為這對量子電腦同樣重要。 量子電腦的工作方式是利用這些非常奇怪的量子現象，為了真正充分利用這些現象，軟體必須以特定的方式運作。
對於我們想要用量子計算機解決的每個問題，你不僅需要擁有一台量子計算機，還必須編寫你也需要開發的軟體。 因此，我們將在未來五年或十年內看到人們將越來越多地開發軟體。
從專注於建立機器，到實際研究不同的量子演算法（軟體）來解決我們可能想要解決的特定問題，這似乎是一個重大變化。
身高：我的一個好朋友告訴我，即使在五年或十年前，當你說要開發量子演算法時，你甚至無法在大學找到工作。 那是因為甚至沒有人覺得這是值得的，因為人們認為我們無法建造這樣一台機器。 在接下來的五年或十年中，您將看到大量新的應用程式。 我們現在談論模擬分子和藥物發現或破解加密； 十年後，我們將談論更多的事情，而且是許多不同的事情。
但讓我們專注於現在。 目前正在研究的量子電腦有哪些令人興奮的用途？
身高：例如，作為一家公司，我們與其他人合作開發第一個量子運算作業系統。 我們利用理論來解決真正重要的問題，例如模擬 FeMoco 分子。 這是我們最近剛研究的一個例子。 FeMoco 分子對於固氮非常重要，當您想要製造肥料時，固氮非常重要。 事實證明，目前世界能源的 2% 是用於製造肥料。 如果您可以提高固氮效率，想像一下您可以節省多少能源。 這是量子計算機面臨的一個問題。 現在我們剛剛做了很多工作，試圖準確地了解所需的資源是什麼，並且我們可以為此目的建立機器。
我再舉一個例子。 我們現在與勞斯萊斯合作，致力於建造能夠開發更好的飛機引擎和更省油的飛機引擎的量子電腦。 這一切都與流體動力學有關，因此使用量子電腦來真正模擬此類引擎內部的流動。 這將產生很大的影響，但我們首先需要開始了解需要什麼，然後我們可以簡化機器的開發，以便我們可以實現目標。
這些都是非常令人興奮的應用。 這些機器還有什麼值得我們期待的嗎？
身高：您將會看到越來越多的此類應用程式一個接一個地出現。 如果我們在兩年、五年或十年後進行這次採訪，將會出現比現在更強大的量子電腦。
但量子電腦的許多應用仍然是我們當時可用的機器完全無法存取的。 我們總是會製造更強大的機器，但我認為我們將在五年或十年的時間內看到第一個非常酷和非常有趣的應用程序，然後在 20 年內將會出現另一個陣列隨著這些機器的性能變得越來越強大，這些真正有趣的應用程式將慢慢成長。
本次訪談是 IFLScience 的一部分大問題並已針對長度和清晰度進行了編輯。訂閱關注我們的時事通訊，這樣您就不會錯過每週最重要的故事。
