外界对于量子电脑最大的疑虑，在于那么强的运算能力要从哪里来？现在本文就来为这个问题提供一些答案。2016年10月澳洲的科学家在稳定的量子运算方面创下了最新记录；
量子电脑的强大功能
从20年前第一次读到关于量子物理和相关科学应用的书籍时，我就对这个主题深深着迷。简单的说就是一般电脑是以0和1的变化来表现信息，而量子电脑则是以量子位元作为单位；而元状态除了0和1之外还有0与1，所以它能进行远比传统电脑更大量的运算。
而且量子电脑的运算能力是以等比级数成长的；举例来说一部可以处理5个qubit的电脑，就能同时进行25项运算。而现在5 qubit芯片已经不只是范例，而是已经存在的东西。其中一套由IBM营运，而且每个人都可以使用。
根据前面提到的文章澳洲科学家们应该有办法在12-18个月内造出功能稳定、可以处理多达50 qubit，也就是能同时进行2500项运算的量子电脑芯片。
此外Google的D-Wave已经可以处理多达1000 qubit以上，但目前只有在特殊状况下、而且同时使用多个较小的芯片时才能作用。
目前全世界最强大的超级计算机，是位于中国广州的天河二号。这部巨大的电脑拥有多达320万个Intel运算核心（包括32,000个2.2 GHz时脉速度的Intel Xeon E5-2692 12C处理器，以及48,000个Xeon Phi 31S1P处理器）；这部电脑的建造成本高达4亿美金。
现在重点来了：刚才提到的量子电脑芯片，目前全世界前三大竞争厂商包括Rigetti、D-Wave（Google）、以及IBM，都可能在明年造出比天河2号速度更快的超级量子电脑。
换言之只要一个量子电脑芯片，运算能力就能轻松超过320万个传统运算核心。想想看这样一来，或许以后研发人工智能技术的科学家，就不会在运算能力方面碰到现在的瓶颈了。
各种人工智能技术的研究，尤其是医疗和大数据相关的部份，都需要非常庞大的运算能量；如果将来市面上有几千万、甚至几亿的物联网产品，它们所产生的数据也需要极大的运算能力来处理。
有了这样的运算能力，未来将会有许多现在连想都想不到的应用陆续问世。只要一个量子电脑芯片，运算能力就能轻松超过320万个传统运算核心。
过去许多人都以为摩尔定律不仅可以适用于2020年代，甚至一路用到2030年代；但因为上个星期发生在澳洲的成就，或许摩尔定律退休的日子会提早。Peter Diamandis甚至认为，发生的时机会大幅提早到2018年。
当然眼前的这条路不见得会像Diamandis想象的那么顺利，但有件事情是可以确定的：我们正在往大幅提升全球电脑运算能力的方向，重重迈进了一大步。天河2号目前的运算能力是大约每秒34 petaflop（一个petaflop等于10^15次运算）；目前做得出来的50 qubit量子电脑芯片，运算能力则大约等于1 petaflop。
目前全世界电脑运算能力的总和大约是2 x 10^20 flops，等于5800部天河2号、或是5800组新的量子芯片；而只要每进一步，例如从50 qubit进步到51 qubit，运算能力就有等比级数的增加。
而这只是量子运算的开端而已。量子电脑现在还只在婴儿时期，而且还得先等冷却之类的问题解决；但即使如此我们还是有机会在几年之内，看到运算能力比2015全世界电脑加起来都强的单一量子芯片问世。对这一点我们都可以寄予厚望。
不过有一点要话说在先：目前为止量子电脑还不能视为传统电脑的替代品；因为短时间之内它还无法普及，所以只能应用在一些特别的用途上。随着技术的进步这一点应该会在未来有所改变。
剩下的问题只是这些会在什么时候发生。或许如富士通计算机公司和加拿大多伦多大学的研究所显示的，传统计算机还有一些发展空间，但我们在未来几年之中，将有机会见证量子电脑在运算能力上的飞跃进展。
著名科技企业谷歌计划在今年内做出新的量子芯片，计算性能超越任何传统计算机，实现量子霸权。届时谷歌将用自家芯片与世界上最大的一台超级计算机进行比赛，挑战传统芯片的地位。谷歌量子芯片研发团队负责人甚至声称：我们认为已准备好进行这个实验，现在便可以开始进行。
谷歌的量子芯片研发团队由物理学教授John Martinis领导。Martinis于2014 年加入谷歌，同时担任加州大学圣塔芭芭拉分校的教授。
量子芯片使用量子位元表示数据单元，通过量子力学原理，简化复杂计算。不过迄今为止，人们只研制出拥有少量量子位元的量子计算机。谷歌曾公布过一个9个量子位元一排的芯片，但Martinis表示，要实现量子霸权，他们需要49个量子位元构成的阵列。
谷歌最新发布的芯片在量子位元排列上有了进步。虽然只有6个量子位元，但排列方式为二乘三，表明量子位元并排排列时，它们仍然能够正常运作。同时，二乘三的量子位元排列也是谷歌对于芯片制造方法的一个实验——将量子位元和它的控制线路做在不同的芯片上，然后在后期凸点焊接。这是谷歌量子芯片研究团队自成立之日起的一个主要课题，目的是去除多余的控制线路，避免干扰量子位元的功能。
由于研究过程进展顺利，Martinis表示团队已准备好加快速度，目前已开始研制30到50个量子位元的设备。他坦言距离超越传统计算机的目标，确实还剩余很多工作，但比赛将为业界提供一个新基准。
由于量子计算机所需的技术日益完善，科技公司纷纷加入量子处理器的竞赛中，竞争者包括 谷歌、Intel、Microsoft和IBM等业界巨擘，以及一些创业公司。麻省理工学院量子计算研究组首席科学家Simon Gustavsson认为，谷歌是其中翘楚，与IBM不相上下。
赢得量子霸权竞赛是谷歌今年的重点计划，若然要真正达成目标，超越传统计算机的话，需要的量子位元远多于50。马里兰大学教授、量子计算机创业公司IonQ创办人Chris Monroe表示，这将是学术上的一个里程碑，下一个难题便是如何让软件工程师开始编写量子计算机程序。
谷歌声称量子计算机今年内可超越传统超级计算机
量子芯片
量子芯片竞赛
