材料一：

量子计算机的兴起实际上标志着硅时代开始接近尾声。

过去的半个世纪里，摩尔定律揭示了计算机行业强大的爆发规律，它指出，计算机的计算能力每18个月就能翻一番。这个看似简单的定律，实际上有效追踪并描述了计算机技术显著的指数级增长。

摩尔定律可以追溯到19世纪的机械计算机时代。那时候，工程师还只能使用旋转的圆柱体、齿轮、传动装置和轮毂来完成简单的算术运算。到了20世纪之交，这些计算装置开始使用电力运转，于是继电器和电缆取代了齿轮系统。第二次世界大战期间，计算机已经可以通过使用大量真空管进行复杂计算来破解政府高级密码。第二次世界大战后，真空管升级为晶体管，而随着晶体管的体积不断微缩，计算机的速度和功率也实现了持续进步。后来，微芯片彻底改变了局面，经过几十年的发展，微芯片的尺寸不断减小，指甲盖大小的芯片都容纳着大约10亿个晶体管。如今，孩子用来玩电子游戏的手机比以前五角大楼用过的要占用一间屋子的笨重家伙的计算功能更强大，我们的笔记本电脑也比“冷战”时期那些庞大的电脑更先进。

一切都将成为过去。计算机的每一次转折性发展，都让之前的技术遭到创造性破坏的冲击，并最终走向被淘汰的命运。

摩尔定律所指出的发展规律，在现实中已经出现放缓趋势，照此下去最终势必将停止。主要原因是，现在的微芯片已经非常紧凑了，最薄的晶体管层大约只有20个原子直径那样薄。而当晶体管层继续压缩到大约只有5个原子直径时，电子的位置就将变得不确定，电子可能会逃逸出来，从而导致芯片短路，或者可能会产生大量热量而进一步导致芯片熔化，囿于此，晶体管层继续压缩变薄的空间已经不断收窄。换言之，根据物理定律，如果想要在主要材料为硅的基础上继续微缩，那么摩尔定律最终会面临崩溃。由此来看，我们可能已经开始步入见证硅时代终结的阶段。硅时代之后的下一个时代，可能正是我们所说的量子时代。

量子计算机未来有潜力改变现有的各行各业。

量子计算机有能力模拟数千种可能的化学反应，而不必在实验室中等待这些化学反应的发生，帮助人类以更快的速度找到超级电池最有效的工艺，从而推动人类步入太阳能时代。

量子计算机的另一个关键应用可能就是养活世界上不断增长的人口。一些特定类型的细菌能够毫不费力地从空气中吸收氮并将其转化为氨，然后将氨转化为化学物质，从而成为肥料。这种固氮过程是地球上生命繁荣的原因，通过给予植被茂盛生长的条件，从而让人类和动物得以存活。然而，这个过程的完成需要大量能量。微软的科学家已经首次尝试使用量子计算机来提高肥料产量，并解开了固氮的秘密。

大自然的另一个奇迹是光合作用，通过光合作用，阳光和二氧化碳转化为氧气和葡萄糖，从而形成几乎所有动物生命的基础。将光转化为糖的问题，探索的其实是一个量子力学过程。量子计算机显然可能助力实现更高效的合成光合作用，那或许可能是一种捕捉阳光能量的全新技术方法。人类未来的粮食供应问题也可能因为这种技术方法的突破而得以解决。

量子计算机不仅可以比任何传统数字计算机都更加快速地同时完成数百万种潜在药物疗效的分析，而且可以帮助我们探究一些疾病的源头。例如，通过DNA基因组学，我们可以使用计算机识别可能导致乳腺癌症的基因，但传统数字计算机没有能力准确地确定这些缺陷基因究竟是如何导致癌变发生的。一旦癌变扩散到全身，目前的研究是无能为力的。但是，通过破译我们免疫系统中分子的复杂性，量子计算机或许能够创造出一些有可能对抗这些疾病的新药和新疗法。

人工智能与量子计算机的融合，也可能成就未来医学。像阿尔法折叠这样的人工智能程序，目前已经能够绘制出令人震惊的35万种不同类型蛋白质的详细原子结构图，包括构成人体的整套蛋白质。下一步便是使用量子计算机的强大算力所助力实现的独特方法，来研究这些蛋白质究竟是如何发挥其魔力的，并利用这些新发现来探索新一代有效药物及疗法。

（摘编自加来道雄《量子霸权：量子计算机革命如何改变世界》，苏京春译）

材料二：

搜狐科技：为什么我们需要量子计算？

郭国平：蒸汽机刚发明的时候装到马车上去，还跑不过小马车。现在回头看，你觉得蒸汽机有没有作用？我们发现量子计算对于处理一些特定问题，原则上有更强大的处理能力、更快的处理速度。

搜狐科技：如果以传统芯片和经典计算机作为参考系的话，您认为现在量子芯片和量子计算机发展到了什么阶段？

郭国平：现在可能还是在早期的电子管计算机时代。从目前我们这一代人认知的角度来讲，量子计算机不是对于所有的问题都一定会比经典计算机表现好。所以量子计算机对于经典计算机不是替代关系，而是互补，它对一些特定的问题有加速效果。

搜狐科技：量子计算机是一种用于快速求解特定问题的机器，什么时候能为其他行业带来比较切实的改变？

郭国平：对于特定问题的求解，就像凿冰块一样，一整面冰块也是从一个点开始，我们已经证明有优势的是某些特定问题。从全球来看，我认为在3-5年内，量子计算一定会在某些具有实际生产生活意义的问题上面发挥切实的作用，这个过程中可能会跟传统计算机、AI配合。

（摘编自2022年12月8日“搜狐科技”对郭国平教授的独家专访）