想象一下美國正在遭受攻擊。一架載有彈頭的敵機(jī)正在向海岸駛?cè)?，潛入和潛入雷達(dá)。戰(zhàn)斗機(jī)一直在爭奪戰(zhàn)中，人們正在瘋狂地尋找目標(biāo)。
　　但是，國家最好的防御不是航空母艦或?qū)椣到y(tǒng)。這是一盒令人難以置信的冷原子。
　　一位大將大喊：“使用量子計(jì)算機(jī)?！?計(jì)算機(jī)內(nèi)部的原子可以解決復(fù)雜的問題，并且?guī)缀蹩梢粤⒓窗l(fā)出指令，說明如何重新配置雷達(dá)陣列，以便可以跟蹤和瞄準(zhǔn)敵機(jī)。
　　ColdQuanta是一家已經(jīng)掌握這種情況的公司。它最近與美國國防研究機(jī)構(gòu)達(dá)帕（Darpa）簽訂了一份合同，制造一臺量子計(jì)算機(jī)，該量子計(jì)算機(jī)可以快速解決在防御系統(tǒng)部分失效的情況下如何最好地重新放置雷達(dá)設(shè)備。
　　該項(xiàng)目依賴于能夠?qū)⒆銐蚨嗟脑幼鳛榱孔游痪奂谝黄?量子計(jì)算機(jī)的基本組成部分，從而可以執(zhí)行計(jì)算。
　　為此，原子必須非常冷，從而使此類計(jì)算機(jī)成為世界上最冷的計(jì)算機(jī)。
　　量子計(jì)算被大肆宣傳，但是這項(xiàng)技術(shù)還處于起步階段。公司剛剛開始構(gòu)建他們認(rèn)為有一天會在某些有用任務(wù)上勝過傳統(tǒng)數(shù)字計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)。
　　“我們被要求在未來40個(gè)月內(nèi)要做的是，擁有一臺具有數(shù)千個(gè)量子比特的機(jī)器來解決與國防相關(guān)的現(xiàn)實(shí)問題，而我們正在研究的是該雷達(dá)的一種版本覆蓋問題?！蔽挥诳屏_拉多州的ColdQuanta首席執(zhí)行官Bo Ewald解釋說。
　　上面的示例是一個(gè)優(yōu)化問題，可能有成千上萬種可能的解決方案。關(guān)鍵是選擇最好的一個(gè)。
　　除了軍事應(yīng)用外，量子計(jì)算機(jī)還可以用于大型車隊(duì)的藥物設(shè)計(jì)，投資策略，加密破解和復(fù)雜的調(diào)度問題。
　　埃瓦爾德先生說，這是量子計(jì)算機(jī)將產(chǎn)生最初影響的地方-尋找最佳解決方案，這些問題將使現(xiàn)有計(jì)算機(jī)，甚至最快的超級計(jì)算機(jī)，要花費(fèi)數(shù)小時(shí)或數(shù)天才能解決。
　　正在開發(fā)各種類型的量子計(jì)算機(jī)，但是使用超冷中性原子作為量子位的方法是不尋常的-與IBM和Google等大公司或其他使用帶電原子的項(xiàng)目開發(fā)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)不同。而是稱為離子。
　　超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)不使用單個(gè)原子作為量子位，盡管那些系統(tǒng)依賴低溫，但它們卻不如ColdQuanta中性原子所需的溫度低。
　　他自豪地解釋說：“超導(dǎo)分子正在Millikelvin競賽。
　　開爾文是溫度的量度。開爾文零，絕對零（-273.15C）是有史以來最冷的。
　　盡管Millikelvin的溫度為0.001開爾文，卻很冷，而ColdQuanta的微開爾文原子卻要冷得多-大約為0.000001開爾文。實(shí)際上，兩者都比我們在自然宇宙中所知的任何地方都要冷得多。
　　在ColdQuanta的情況下，rub原子是在一個(gè)微型的，六邊形或矩形的玻璃盒子中的真空中聚集在一起的，該盒子大約寬1英寸，深1英寸，高2英寸。原子純粹通過激光保持在高空。
　　但是為什么溫度如此重要？斯特拉斯克萊德大學(xué)的安德魯·戴利（Andrew Daley）教授表示，能夠操縱原子并將其固定在位至關(guān)重要。
　　將激光照射到原子上會促使它們釋放一些能量并放慢速度。這使得將它們幾乎完美地保持靜止成為可能，這是這里的重點(diǎn)。在您或我會想到感冒的意義上說，它們并不冷-而是它們的速度大大降低了。
　　戴利教授說，當(dāng)您連續(xù)獲得鴨子（原子）后，就可以按照自己的意愿排列它們。對原子的這種細(xì)粒度控制意味著它們可以以二維或三維形式放置，在量子計(jì)算機(jī)的中心彼此緊密堆積。這很重要，因?yàn)槊吭黾右粋€(gè)原子，計(jì)算機(jī)的功能就會加倍。
　　用另一個(gè)激光照射每個(gè)中性原子會激發(fā)它們，從而大大增加了它們的尺寸。這些調(diào)整通過一種稱為糾纏的怪異現(xiàn)象對信息進(jìn)行編碼或?qū)⒃渔溄釉谝黄稹，F(xiàn)在，您有一個(gè)qubit集合，它們可以作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，可以進(jìn)行調(diào)整以表示某種數(shù)學(xué)模型或某種問題。
　　令人驚訝的是，量子計(jì)算機(jī)的用戶理論上可以對該系統(tǒng)進(jìn)行編程以一次模擬大量可能性。這不像傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)并行處理大量計(jì)算，它比這更奇怪且不可預(yù)測，而最終獲得有用的答案是很棘手的。
　　斯特拉斯克萊德大學(xué)戴利教授的同事喬納森·普里查德（Jonathan Pritchard）說：“您想要的是最終的量子態(tài)代表您要解決的問題的答案?！?量子計(jì)算機(jī)最終應(yīng)該傾向于一種特定的狀態(tài)，或者是對問題的一種特定的答案。
　　對于正確的問題，與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)相比，它可以使我們更快，更有效地接近最佳答案。
　　戴利教授說：“我們確實(shí)仍在等待計(jì)算任務(wù)的演示，在那里我們可以證明這些機(jī)器所做的事超出了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)所能做的-實(shí)際上是有用的?！?br /> 　　法國公司Pasqal正在基于與ColdQuanta類似的原理構(gòu)建原型系統(tǒng)。
　　Pasqal的系統(tǒng)適用于能源巨頭EDF，如果運(yùn)行成功，它將提出超高效的電動汽車充電時(shí)間表。具體而言，目標(biāo)是最大程度地減少完成所有車輛充電所需的總時(shí)間，同時(shí)使某些更重要的車輛優(yōu)先于其他車輛。
　　董事長克里斯托夫·尤爾扎克（Christophe Jurczak）承認(rèn)，這類問題可以用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)解決，但他認(rèn)為量子系統(tǒng)最終將變得更快，例如在一小時(shí)內(nèi)完成，而不是24小時(shí)內(nèi)。
　　他說：“這似乎并不大，但是如果您想每小時(shí)更新一次策略，那將是一個(gè)很大的差異?！?在此過程中，它的耗電量可能會比超級計(jì)算機(jī)少100倍。
　　目前，所有這些都需要真實(shí)證明。但是有跡象表明，在未來幾年中-比某些人預(yù)期的要快-我們將發(fā)現(xiàn)這種令人迷惑的冷式計(jì)算機(jī)實(shí)際上是多么有用。