申明：
本文转自 Amazon Science 网站，文章翻译由开发者社区提供；
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1981 年，在波士顿的一次会议上，物理学家理查德·费曼提出，利用量子力学景象的计算机能够轻松执行经典计算机难以完成的计算——甚至是极其艰难的计算。
1994 年，贝尔实验室的数学家 Peter Shor 表明，量子计算机（依然是一个齐全假如的设施）能够比经典计算机以指数速度更快地合成数字。“Shor 的算法形成了让每个人都感兴趣的杀手级应用程序，”麻省理工学院量子计算研究员 Seth Lloyd 已经说过。
加州理工学院计算和数学迷信传授兼第 25 届量子信息处理年会主席 Thomas Vidick（左）和 Amazon Web Services 量子计算总监 Simone Severini（右）。
三年后的 1998 年，第一届量子信息处理会议 (QIP) 在丹麦奥胡斯召开。从那时起，量子计算已成为当先科技公司的一项次要钻研打算，QIP 已成为量子信息处理畛域的首要会议。
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以留念 QIP 成立 25 周年，Amazon Science 询问了两位卓越的量子信息科学家（加州理工学院计算和数学迷信传授、往年 QIP 主席 Thomas Vidick 和 Amazon Web Services 量子计算总监 Simone Severini）两个对于该畛域在过来 25 年中获得了多大停顿以及它还须要走多远的问题。
在过来 25 年中，咱们对量子信息科学的理解让您最感诧异的是什么？
Thomas Vidick：嗯，诚实说，咱们能够运行一个 20 量子比特的量子算法，它实际上看起来正在按计划进行。尽管我的整个钻研都基于这样一个假如，即量子力学是对天然的足够精确的形容，因而钻研其对计算的影响是有意义的，但真正“看到”这样的计算产生是一个启发。（我须要应用引号，因为咱们当然看不到量子计算在不影响它的状况下产生。但对于小计算，咱们能够十分具体地绘制后果统计数据。几年前，Monroe 小组应用离子阱实现了西蒙算法。我几乎不敢相信：它精确地采样了正确的字符串。
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回到甚至不是 25 年前，而是 15 年前，这是我第一次在攻读硕士学位时理解到量子计算是一件事件，它能够成为事实的事实相对不在我的思考范畴内，我也不置信 大多数理论家，更不用说试验家了。我认为理解量子计算是无效的，而不是置信它的确无效，这对咱们解决量子信息科学的形式产生了重大影响。
Ernesto F. Galvão，国内伊比利亚纳米技术实验室量子和线性光学计算组组长；Iordanis Kerenidis，QC Ware 量子算法负责人，法国国家科学研究核心高级研究员，巴黎量子计算中心主任；和 Severini 在 2001 年在阿姆斯特丹举办的第四届 QIP 上。
（由 SIMONE SEVERINI 提供）
Simone Severini：量子信息科学促成了物理学、数学和计算之间的丰盛相互作用。这种相互作用产生了逾越这些畛域边界的新技术。
一个很好的例子是量子复杂性实践的利用，在 2020 年由 Ji，Natarajan，Vidick，Wright 和 Yuen 在否定中解决 Connes 嵌入问题。Connes 的嵌入问题是抽象代数中的一个问题，其中 ” 代数 ” 是一个汇合，一组运算符和形容运算符如何利用的公理的组合。实数是汇合的一个例子，算术运算符是一组运算符的一个例子，但在抽象代数中，这些能够是任何货色。
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Connes 的问题是问一类代数是否蕴含在另一类中。Alain Connes 于 1976 年在一篇论文中论述了这个问题，并于 1982 年取得了菲尔兹奖。从那时起，这个问题在几个不同的数学分支中失去了从新论述。多个会议专门针对这个问题进行过探讨。
Ji 等人的后果是一个令人诧异的案例，其中作为量子信息科学工具箱一部分的概念和技术在数学和自然科学的其余畛域产生了影响。这只是泛滥激动人心的例子之一。
您认为该畛域最大的挑战是什么？
Thomas Vidick：该畛域面临的显著挑战是，在试验方面，实现量子计算机，特地是在扩充零碎规模的同时升高错误率，在实践方面，为这种计算机寻找利用。尽管作为一名理论家，我偏向于认为第一个是艰难的但相对能够解决的工程挑战，但我对第二个的最终后果不太有信念：除了量子模仿中的利基利用和后量子密码学的宽泛部署之外，量子计算机会进入日常消费者生存吗？
这是一个价值数十亿美元的问题。但说实话，这不是我最关怀的。更贴近我心田，兴许不那么显著的是，放弃量子信息科学在过来四分之一世纪，在接下来的四分之一世纪（以及更多！）中所具备的连贯性，生机和影响的挑战。当我回顾第一批 QIP 打算时，简直没有人放心实践后果的近期适用性。相比之下，我可能没有高估太多，断言过来几年 QIP 的近一半的迷信打算有一些 ” 近期 ” 动机。
“In the complex and fast-paced world of today, we should not forget that fundamental science is still the root of future innovation.”
–Simone Severin
这种演变反映了对咱们作为钻研人员的工作的潜在理论影响的真正和正当的激情，25 年前这是一个如此边远的前景，以至于它甚至不在咱们的脑海中。这种演变将对咱们畛域的衰弱和多样性产生什么影响还有待察看。QIP 是否会拆分为“利用”和“实践”QIP，如果是，这种拆分是否会以放弃两个组件之间强交互的形式进行？量子信息的实践工作是否会在计算机科学界放弃其实力和位置，而与试验办法的胜利或失败无关？
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咱们畛域的钻研人员始终在为证实量子信息思维的重要性而奋斗，并获得了微小的胜利，这远远超过了它可能的理论相关性。当初后者正在成为事实，咱们不应该遗记前者。
Simone Severini：察看量子信息科学如何从学术界溢出到工业界是令人着迷的。咱们明天在这个畛域看到的更宽泛的趣味是一个很好的机会，但也存在危险。我认为该畛域最大的非技术挑战是在一个试图均衡科学研究和工程的环境中有机而稳固地倒退，同时提出具备将来影响的商业路线。在当今简单而快节奏的世界中，咱们不应遗记基础科学依然是将来翻新的本源。为了实现量子技术的长期承诺，例如能够超过经典工程的处理器和通信设施，明天设定正确的冀望十分重要。在这种状况下，反对教育和迷信发现并强调长期愿景的必要性至关重要。
文章作者：Larry Hardesty
Larry Hardesty 是 Amazon Science 博客的编辑。此前，他是 MIT Technology Review 的高级编辑和 MIT News Office 的计算机科学作家。