不久前在杭州召開的云棲大會上，阿里云和中科院共同宣布了將攜手推進量子計算與量子通信在云計算和數(shù)據(jù)處理方面的研究。由于量子科學(xué)概念比較深奧，加之此消息也沒有立竿見影的商業(yè)效果，所以相比大會上的其他消息，并沒有引起媒體很大的興趣。但事實上，將量子科學(xué)引入云計算和數(shù)據(jù)處理，將會是計算領(lǐng)域內(nèi)里程碑式的一頁。

量子科學(xué)的通俗基本原理

對于大學(xué)以后的物理學(xué)了解不多的人，可能會覺得量子科學(xué)很難理解，因為在量子科學(xué)領(lǐng)域，許多理論都只適用于微觀尺度，并且與我們?nèi)粘Ｉ畹慕?jīng)驗相違背。比如，在量子尺度下，物質(zhì)在同一時刻都處于多種狀態(tài)的疊加態(tài)中，其具體的位置和速度都不確定，這種性質(zhì)在量子計算中極為重要，是量子比特技術(shù)的核心。

而除量子計算之外的另一項技術(shù)量子通信，也是目前阿里云和中科院的研究項目，其原理是基于基本粒子一種叫做量子糾纏的性質(zhì)，即當兩個基本粒子形成量子糾纏之后，無論它們之間距離多遠，一個粒子改變狀態(tài)，另一個也會同時發(fā)生相應(yīng)的改變。

當云計算和大數(shù)據(jù)遇見量子科學(xué)

目前，我們所有的計算機體系都是基于馮諾依曼式的組織結(jié)構(gòu)，其運行速度的增長已經(jīng)明顯放緩，對于大規(guī)模數(shù)據(jù)的分析計算效率也很難再提高。量子計算的提出，則是旨在專門為復(fù)雜問題的求解設(shè)計一種全新的計算機體系，即所謂的量子計算機。

量子計算的神奇之處在于，它可以做到真正的并行計算與存儲。例如，一個一位的經(jīng)典存儲器可以存儲兩個數(shù)字0或者1，但在某一時刻這個數(shù)字要么是0要么是1;而對于量子比特存儲器來說，在同一時刻，它可以同時存儲0和1，其存儲和運行能力都成指數(shù)上升，一個250量子比特的存儲器可以存儲的數(shù)字比我們已知宇宙所有的原子數(shù)還多。

基于量子計算的機器，由于體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，將采用全新的算法，使得大規(guī)模數(shù)據(jù)的計算與存儲不再成為難題，如果真能取得較大的突破，將為云計算和大數(shù)據(jù)處理乃至整個計算機科學(xué)領(lǐng)域帶來一場變革，技術(shù)上的難度不言而喻，資金上所需要的投入也是天量的，這也是中科院會和阿里云共同研發(fā)的原因。