量子計算機和超級計算機之間的區別

在過去的幾十年中，計算機已經走了很長的路。我們正處於一場技術革命之中，隨著年份的流逝，機器變得越來越先進。兩個特別高級的發明，超級計算機和量子計算機具有許多應用和潛力。但是，超級計算機和量子計算機有什麼區別，哪個更好？讓我們在下文中找到答案！

什麼是超級計算機？

超級計算機是可以跨越整個房間的巨型系統。這些機器看起來與您的典型台式機或筆記本電腦一樣。相反，超級計算機由大量處理器組成，都共同努力實現特定目標。

超級計算機首次出現在1960年代，CDC（控制數據公司）6600出生後。這被認為是有史以來第一個構建的超級計算機，當時是標準計算機強大的10倍。但是從那以後，事情已經走了很長一段路。

必須說，當今的超級計算機非常強大。但是，當然，這都是相對的。 CDC 6600在計算機領域是一種現象，但今天沒有什麼特別的。畢竟，CDC 7600僅花了五年的時間才能超過它。因此，在考慮當今超級計算機的力量時請記住這一點。

像您自己的PC一樣，超級計算機可以處理和存儲數據，但可以超越此功能。這些機器可以執行非常複雜的計算和模擬，使我們在日常生活中使用的人類使用的計算機永遠無法實現。他們還可以快速執行流程，這些流程將花費傳統的計算機數月或數年才能完成。

例如，現代超級計算機可以預測核爆炸的結果，創建高度複雜的大腦模型，甚至對宇宙起源進行模擬。這些機器的功能有些驚人，並在廣泛的不同行業中被證明是有用的。

但是，以其核心，超級計算機具有與常規計算機相同的螺母和螺栓。不同之處在於，這些計算機非常大，由成千上萬的CPU（中央處理單元）組成，因此比標準PC具有更多的處理能力。您每天使用的計算機可能有幾個CPU內核，有些甚至只有一台。因此，想像一下，如果其功率增加了多次，可以實現的目標。

超級計算機令人興奮，但構建和維護非常昂貴。可以將數百萬美元倒入構建超級計算機中，並且保持它們運行所需的功率也非常巨大。

甚至這些非常高級的機器也有其局限性。特別是，超級計算機的功能受其尺寸的限制。當今的超級計算機非常大，需要花費很多錢。因此，超級計算機越大，越昂貴。

最重要的是，超級計算機會產生大量的熱量，以避免使系統過熱。通常，使用超級計算機是一個非常昂貴的過程。此外，超級計算機根本無法解決一些問題，因為它們太複雜了。

但是，計算中相對較新的播放器可能具有超越超級計算機並實現他們無法實現的能力：量子計算機。

什麼是量子計算機？

量子計算的概念首先出現在1980年代。在此期間，Richard Benioff，Richard Feynman和Yuri Manin等開拓者為量子計算理論的發展做出了貢獻。但是在這一點上，量子計算只是一個想法，從未在現實世界中應用。

18年後，即1998年，艾薩克·鐘（Isaac Chuang），尼爾·格申菲爾德（Neil Gershenfeld）和馬克·庫比尼克（Mark Kubinec）創建了第一台量子計算機。與當今最先進的量子計算機相比，這台計算機的處理速度是基本的，但是這款機器的開發無非是革命性的。

正如您在上圖中看到的那樣，量子計算機看起來與普通計算機一樣。這是因為它們以不同的方式工作。當計算機和超級計算機使用二進制代碼存儲信息時，量子計算機使用稱為Qubits（或量子位）的微觀單元。

Qubits難以想像。它們是由較小的量子系統製成的，例如質子和電子，即原子的基本成分。量子庭的偉大之處是它們可以一次存在於多個狀態。

二進制代碼只能以0或1的形式存在，在執行高級過程時，這可能會限制。另一方面，Qubits可以同時存在於多個狀態中，稱為量子疊加。 Qubits還可以實現量子糾纏，其中量子對互連。

使用量子疊加，量子計算機可以一次考慮多個量子構型配置，從而使解決高度複雜的問題更加容易。而且，通過量子糾纏，可以在相同的狀態下存在兩個量子位，並以數學可預測的方式相互影響。這有助於量子計算機的處理能力。

總體而言，同時考慮多個狀態的能力使量子計算機具有解決極其複雜的計算並運行高級模擬的潛力。

許多公司目前正在開發包括IBM和Google在內的量子計算機。例如，根據新科學家的說法，2019年Google宣布其量子計算機Sycamore已超過了能力的超級計算機。 Google聲稱，在200秒內，Sycamore可以解決一個計算，該計算將需要超級計算機10，000年才能完成。

但是僅僅兩年後，根據新科學家的說法，在中國開發了一種非量化算法，使傳統計算機可以在短短幾個小時內解決相同的問題，這意味著超級計算機肯定能夠解決它。

因此，有一個很大的“如果”包含整個量子計算領域。該技術仍處於早期階段，還有很長的路要走，才能將其用作超級計算機的替代方案。

量子計算機極難構建和編程，並且仍然具有很高的錯誤率。最重要的是，量子計算機的當前處理能力使它們完全不適合典型應用。結果，在成為廣泛使用且可靠的技術之前，量子計算必須經歷許多成長的痛苦。

儘管量子計算機有可能輕鬆地超越超級計算機，但這在很大程度上仍然假設。有一天，我們可能會看到量子計算的發展到不再需要超級計算機的地步。不能否認在這一領域已經做出了巨大的發展。但是就目前而言，量子計算機仍處於早期階段，它們成為主流可能需要數十年的時間。