量子計算機不是比電子計算機先進嗎？光刻機買不到，我們為何不彎道超車？
ASML是全球許多大型計算機芯片廠商的核心光刻機供應商，主要客户包括高通、英特爾、三星和台積電等。光刻機精度，決定了芯片的上限，而ASML壟斷了頂級光刻機。
最近，NASA發佈一篇報道稱，谷歌已經利用一台53量子比特的量子計算機在幾分鐘內就成功處理一項特殊任務，如果使用世界上最先進超級計算機，耗時將需要10000年左右。
為何量子計算機比傳統計算機的預算快這麼多？
傳統計算機與量子計算機的區別
經典計算機採用二進制位來編碼和存儲數據，通常用電子元器件中電平的高與低(或者電荷的有與無)兩種相反的狀態來代表“0”和“1”編碼，比特(bit)是經典計算機最小的信息存儲單元。
量子位(qubit)是量子系統的基本粒子，如原子、光子和凝聚態物質等都可作為基本量子位。由於量子計算機是以量子物理的性質和規律執行計算任務的裝置，因此它存儲信息的基本單元為量子比特(qubit)。
傳統電子計算機存儲電平的高低，每次只能處理一個比特的狀態數據。量子計算機存儲量子比特，一次運算就可同時處理多個狀態的信息。經典計算機對2n比特的數據執行相同計算需要2n次操作，而量子計算機只需要對ｎ個量子比特進行一次操作即可。正因如此，量子計算不管在數據存儲能力還是數據處理能力上都遠超經典計算。
量子計算 人工智能時代
現在的人工智能系統使用的是成百上千個GPU來提升計算能力，這使得處理學習或者智能的能力得到比較大地增強，然而這套系統也需要龐大的硬件機櫃和相配套的硬件機房。較大型的人工智能硬件系統需要將近半個足球場的佔地空間，這無疑是對人工智能發展的一個重要限制。
根據IDC的數字宇宙報告，2020年每個人可以均攤到5200GB以上的數據量，基於現有的計算能力，在如此龐大的數據面前，人工智能的訓練學習過程將變得無比漫長，甚至完全無法實現最基本的人工智能。
而現在量子計算機已經實現了1000位量子比特，計算效率比經典計算機要快一億倍。也就是如果想要實現人工智能，原來需要一千台計算機，或者需要一萬台計算機的規模，現在只要用一台量子計算機就可以了。而且這個量子計算機的計算能力完全能夠滿足人工智能對速度的要求，也就是人工智能將不再依賴於大型服務器集羣。
量子機器學習理論現在雖然處於起步階段，至今沒有形成完備的理論體系，大多研究還處於探索實驗階段。但隨着製造工藝的不斷提升，量子計算及量子機器學習理論的不斷完善，量子機器學習將極大促進現有機器學習的發展。量子計算機是人工智能的最佳選擇。
中國研究量子計算機的現狀
2017年5月3日，中國科學界潘建偉教授在發佈會上放出一個重磅消息:中國科研團隊宣佈成功構建光量子計算機，首次演示了超越早期經典計算機的量子計算能力，其計算速度是國際同行24000倍，經典算法也比世界第一台電子管計算機快10-100倍。
其實，5月3日中國發布的量子計算機成果，屬於目前世界上兩種量子計算機範疇--光量子計算機和超導量子計算機，中光量子的那種。
潘建偉説:“我們計劃在今年(2017年)年底實現大約20個光量子比特的操縱”。而同期世界最快的超級計算機能處理約45個粒子，也即45個光量子比特，所以説我們與世界先進水平差距還是頗大的。
在超導量子計算機方面，中科大和浙江大學的聯合團隊自主研發了10比特超導量子線路樣品，也即是説可以操縱10個量子位。
在相同領域，谷歌2015年可以操縱9個量子位。去年5月，IBM發佈的是一款擁有5位量子位的量子芯片。
最近英特爾發佈消息稱，成功開發出17位量子位計算測試芯片。
從公開的消息來看，我國在量子計算機方面的研究處於世界偏上梯隊，在光量子計算機方面即使年底達到20個量子位的目標，與頂尖技術45個量子位也是有相當大差距的。在超導量子計算機方面，10個量子位，還不算掉隊。在量子信息領域處在世界前列，在量子加密通信方面更是遙遙領先於世界。在量子計算方面，我國稍落後於美國，但落後並不算嚴重，在可追趕範圍內，畢竟我們起步較晚。
而國內在量子計算方面追趕的中科大團隊則幾乎在谷歌論文正式刊發的同一天提交了20光子輸入60*60模式的玻色採樣論文，雖然看起來跟谷歌相比差得有點遠，而中科大團隊方面表示正在努力提升可操控的量子比特數，計劃爭取在明年年底發佈50比特左右的玻色採樣量子計算機。（注：玻色採樣與谷歌的隨機量子線路採樣是兩個不同的問題，也就是兩國目前走的路不盡相同。）
如果真能實現，那麼我國跟世界最頂尖的科技公司在量子計算方面的差距就只有一年時間了，而在量子加密通信方面，他們則落後我們至少兩三年。
量子加密通信和量子計算機的戰略意義
據悉，華為的崑崙量子計算機已經做出了原型，這台設備同樣是出自研發過海思芯片的2012實驗室。
量子計算機就真的沒有缺陷嗎？
過去二十年來，人們在分離，操縱和測量可形成量子計算機基礎的元素方面取得了穩步的進展，無論是單個量子實體，如原子，電子或光子，還是顯示量子力學行為的人造系統，如半導體結構或微型電子電路。研究人員現在已經有了量子計算機可以工作的原則證明，但是接下來要解決的前所未有的挑戰的規模之巨大也是很明顯的。
世界各地的物理學家，數學家，計算機科學家和工程師正在試圖解決這樣一個問題——該如何構建和操作一個足夠大的量子計算機，從而能夠在一些任務中打敗經典計算機。商業公司也參其中。最終的量子計算機會是什麼模樣，它將使用哪種量子系統，以及它究竟能解決哪些問題依然懸而未決。所有這一切都在推動各種激動人心的研究。
量子計算機目前來説體形比較大，能耗也大，工作時温度高，需要降温設備，目前需要在-272°C或1開爾文以上的温度下運行。這可能看起來仍然很冷，但是它足夠温暖，有可能實現功能的巨大飛躍。
目前一台量子計算機的使用壽命不到一年，所以還在實驗室中。就算研製成功了，也只有運用在服務器上，並不可能像家用電腦一樣流行。
量子計算機是目前所有計算機中計算速度最快的，是現在電腦的1萬倍以上，甚至更高。可以説用量子計算機可以破解任何現在計算機中的密碼，包括銀行密碼！
所來，量子計算機性能很強大，但可能不會象目前的電子計算機一樣那麼小型化，更大的可能是運用在服務器上，用於雲計算、雲儲存。
但雖然從性能上已經超過了同規格硅基芯片，但從製作工藝上遠不如硅基芯片成熟，另外從製程上也遠不如硅基芯片先進。
同時，碳基芯片由於其獨特的性能，比硅基芯片更適合做3納米及以下工藝的芯片，其次雖然性能先進，但對光刻工藝要求不太高，完全可以使用現有的光刻機，對極紫外光刻機的需求並不迫切，至少要，演進3到5代以後，才需要極紫外光刻機的協助，那是10年左右的時間了，給我國自研極紫外光刻機，留下了5到10年的緩衝期。當然這只是我個人的猜想，具體進度可能因環境、技術的問題而有出入。
2020年2月2日，上海交通大學集成量子信息技術研究中心金賢敏團隊研製出一種結合集成芯片、光子概念和非馮諾依曼計算架構的光子計算機，新計算機不僅在解決某些難題方面擁有超越經典電子計算機的潛力，且物理尺度可擴展。該研究提供了超越經典計算機計算能力新思路，預示光子計算機未來可期。研究發表於最新一期美國《科學進展》雜誌。不依賴脆弱的量子特性，而是更多借助光子本身的優勢，展示出光子計算機在特定計算問題上超越經典計算機的潛力。
另外，我國面臨的最大問題不是研究跟不上，很多領域的研究是緊跟世界前沿，甚至引領世界的，但在研究成果轉化成工業生產這個環節上，問題最大。除了高端生產設備缺乏以外，很多科研成果難以找到合適的企業進行產業化，也就只能停留在實驗室階段。