（文章來源：百家號）

2012年，物理學家塞斯·勞埃德在一個熱水浴缸里向谷歌的謝爾蓋·布林和拉里·佩奇推銷了一款量子互聯網應用。他稱之為Quoogle，這是一個搜索引擎，它使用基于亞原子粒子物理學的數學原理，在不知道查詢內容的情況下返回結果。這樣的進步需要一種全新的存儲器，稱為量子隨機存取存儲器。

塞斯·勞埃德說，雖然布林和佩奇很感興趣，但他們拒絕了這個想法。他們提醒他，他們的商業模式建立在對每件事及每個人都了如指掌的基礎上。塞斯·勞埃德指出，量子隨機存取存儲器將是一個了不起的應用程序，它能讓谷歌和IBM制造的量子設備瞬間變得有用。

經典計算機，如thinkpad、iphone和最好的高性能超級計算機，通過將數據轉換成一個或多個位值、0和1的組合來執行所有操作，比特相互作用，最后的結果是1和0的另一個組合。量子計算機也會輸出1和0的最終結果。但是當計算正在進行時，它們的量子位元，或稱量子位元，以一種新的方式相互通信，通過同樣的物理規則控制電子。

在計算過程中，一個量子位不只是等于1或0，可以同時等于1或1，這是由一個特殊的數學方程控制的，這個方程對在測量量子位值時得到0或1的概率進行編碼。多個量子位元則有更復雜的方程，將量子位值的組合視為單個數學對象。最終的結果是一個或多個可能的二進制字符串，最終的值由方程中編碼的概率決定。

這種奇怪的量子位是等式，它們的值可能具有某種與生俱來的隨機性。有個問題是將大量的數字分解成素數，這會破壞用來存儲大量加密數據的算法，這一發展對網絡安全來說可能是“災難性的”。它還可以作為計算機操作大型數據集的一種新方法，就像在機器學習問題中看到的那樣。

但許多研究人員希望找到量子計算機可以利用量子算法推進人工智能和機器學習狀態的方法。這些算法非常復雜，需要訪問大量的數據，這意味著它們需要與隨機存取存儲器的對等物：量子隨機存取存儲器。

量子隨機存取存儲器并不是將數十億比特以某種方式存儲在幾個量子位上。相反，這是一種讓量子計算機將其量子運算應用到機器學習問題中大量數據的方法。常規隨機存取存儲器由存儲供程序使用的數據和通過指定位的地址訪問存儲數據的程序組成。例如，你可以通過鍵入“sum (A2+B2)”來對電子表格單元格求和，而不是每次在單元格中鍵入特定的數字。量子算法需要能夠訪問常規隨機存取存儲器量子，在最基本的層次上，它可以同時設置A2和B2的疊加，然后在計算完成時返回A2中的值或B2中的值。內存本身并沒有什么量子性，量子性部分體現在如何使用和訪問內存的。

基本上，如果有很多存儲的數據，那么在搜索數據或有關數據的重要信息方面，量子算法可能比普通計算機做得更好。這對金融行業或谷歌這樣的公司來說可能是有利可圖的，而且同樣需要量子隨機存取存儲器。“人們正在研究的大多數算法都需要某種量子隨機存取存儲器。”加拿大滑鐵盧大學科學家米歇爾莫斯卡說。“我們所能做的任何降低實際量子隨機存取存儲器成本的事情，都能極大地縮短有用量子計算機的時間。”

但在量子計算時代，人類目前還處于非常非常早期的階段。隨機存取存儲器由導線連接的磁路組成，每個磁路代表一個比特，線圈中磁場的方向代表比特的值。美國第一臺商用計算機通過液態水銀將電脈沖轉換成聲波來存儲數據，這不是隨機存取存儲器。與能夠隨時檢索任何存儲的數據不同，我們只能按照數據發送到行的順序檢索數據。但它已經是最前沿的。

量子隨機存取存儲器到底是什么樣子的？可能不是勞埃德和他的團隊預想的那樣。在一次會議上，有物理學家說，量子計算作為一個領域很可能會發展出更多的液態汞。當然，還有許多技術和數學上的進步有待發現，這些進步將優化計算機及其最終存儲數據的方式。

塞斯·勞埃德表示同意。他說：“如果有人能徹底否定我們最初的想法，我會很高興。如果能將經典信息加載到量子態中，這將是這些近期量子計算機的一個巨大應用。畢竟，計算機不僅僅只能夠運行復雜的算法。”