科学家回信孙晓明：量子计算机与传统超级计算机将长期互补而非替代

编者按：2023年5月起，“学习强国”学习平台与中国科学报社联合发起“科学家回信”活动，邀请广大读者向自己心中向往尊敬的科学家、科技工作者提问、留言。活动启动后，“学习强国”“科学网App”收到了读者的踊跃留言。我们精选了读者江体学的提问，请中国科学院计算技术研究所研究员孙晓明发出第七十六期手书回信。

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读者江体学：量子计算机据说比传统计算机快百倍，那能不能替换传统超级计算机计算功能呢？或者何时才能进入普通家庭，能玩游戏、看电影和进行工业设计？

孙晓明：量子计算机与传统计算机相比，在某些特定计算任务上的速度优势非常显著，但目前尚不能替代传统超级计算机的计算功能。

1.计算速度：理论上，量子计算机在处理如整数素因子分解和复杂无索引数据库搜索等特定计算任务时，效率远超传统计算机。但量子计算机的运行依赖于特定的量子算法，而并非所有计算任务都适合用量子计算进行加速。

2.替代性：量子计算机和传统超级计算机各有其擅长领域。量子计算机在处理大规模并行计算和优化问题时具有潜在优势，而传统超级计算机在处理串行计算和数据存储方面更为高效。因此，两者在未来很长一段时间内将是互补而非替代的关系。

3.进入普通家庭：量子计算机目前还处于研发阶段，其技术复杂度高、成本高，且需要专业的操作和维护。因此，量子计算机在未来很长一段时间内不太可能进入普通家庭，用于日常娱乐如玩游戏、看电影等，更加可能的一种方式是类似量子计算云服务。

4.应用领域：尽管量子计算机尚未普及，但其在科学计算、量子化学模拟、工业设计和加密安全等领域具有潜在应用价值。例如，在工业设计领域，量子计算机可以加速优化搜索过程，发现新材料和更好的产品设计。

量子计算机虽然在一些方面具有显著的计算优势，但无法全面替代传统超级计算机，也不太可能像PC那样进入每个普通家庭。随着技术的不断进步和成本的降低，量子计算机在许多重要领域的应用前景依然十分广阔。