多年来，超级计算机在推动科学前沿方面发挥了举足轻重的作用。今年早些时候，Meta公司推出了最快的人工智能超级计算机之一--人工智能研究超级集群（RSC），以建立复杂的人工智能模型，可以从数万亿的例子中学习；浏览数百种不同的语言；无缝地一起分析文本、图像和视频；建立AR工具等。
然而，对比超级计算机更快的东西的追求导致了量子计算机的发展。去年，中国科学技术大学（USTC）推出了世界上最快的可编程超导量子计算机；祖冲之2.1比传统计算机快一百万倍。
在去年的I/O大会上，谷歌在加州圣巴巴拉公布了一个量子人工智能园区，其中包括一个量子数据中心、量子硬件研究实验室和量子处理器芯片制造设施。这家科技巨头计划在十年内建造一台有用的、纠错的量子计算机。
未来的量子计算机将比超级计算机更快、更有效地解决复杂问题。但这是否意味着超级计算机将被淘汰？让我们拭目以待。
演变
第一台超级计算机是在60年代出现的。然而，现代的超级计算机是在90年代以后开发的。1997年，英特尔开发了其第一台1 teraFLOPS的超级计算机，"ASCI red"。今天，位于日本理研计算科学中心的Fugaku超级计算机的处理能力是世界第二快的计算机IBM的Summit的三倍。福阁的最大性能为442,010 teraFLOPs。
量子计算机，作为一个概念，是在80年代由理查德-费曼和尤里-马宁首次提出的。1998年，洛斯阿拉莫斯国家实验室的Isaac Chuang、麻省理工学院的Neil Gershenfeld和加利福尼亚大学的Mark Kubinec建造了第一台量子计算机（2-qubit）。2017年，IBM宣布世界上第一台用于商业用途的量子计算机。
"在过去的10-15年里，量子计算有了很大的提升。全世界的公司都在投资各种量子技术，并制作他们的量子硬件。
"今天，我们正处于尼斯克（嘈杂的中尺度量子）时代，正在研究100量子比特的量子系统。他们可能不会提供完美的结果（读作嘈杂和错误的），但你仍然可以用它们来工作。然而，我们离达到拥有完全容错的量子计算机的成熟度还很远，"高级数据科学家Srinjoy Ganguly说。
机械学
无论是IBM的Sierra还是Sunway TaihuLight，我们今天看到的超级计算机都是以高计算量与I/O比率运行的。与传统计算机相比，超级计算机在多个处理器上运行。Sunway TaihuLight是全球五大最快的超级计算机之一，有大约40,960个处理模块，每个模块有260个处理器内核。
传统计算机在二进制的基础上工作，而量子计算机依靠一种称为量子的信息单位（亚原子粒子，如电子或光子），具有更大的处理能力。量子比特只在受控的量子状态下，在零下温度或超高真空室中工作。
量子计算是以两种现象为前提的。
叠加是指量子比特同时处于不同状态的能力，使它们能够同时进行一百万次计算。然而，量子比特对它们的环境很敏感，所以它们不能长时间保持它们的状态。因此，量子计算机不能被用来长期存储信息。
爱因斯坦将量子纠缠描述为远距离的幽灵行动。它是两个或更多的量子系统成为纠缠的能力，而不管它们相距多远。由于纠缠的量子比特之间的相关性，测量一个量子比特的状态可以得到另一个量子比特的信息。这一特殊的属性加速了量子计算机的处理速度。
效率
超级计算机受到普通物理定律的约束。处理器越多，速度就越快。量子计算机的效率远远高于超级计算机，因为前者利用量子力学的力量来进行计算。2020年，中国声称 已经开发出一种量子计算机，其计算速度比任何超级计算机快100万亿倍。
开发和基础设施成本
建造一台超级计算机的成本大约在1亿至3亿美元之间。例如，中国的双威太湖之光的成本约为2.73亿美元。此外，每年的维护费用在400万到700万美元之间。
量子计算机的价格高得惊人。仅硬件部分就需要数百亿美元。每个量子比特的成本必须大幅下降，以使量子计算机在商业上可行。目前，一个量子比特的成本约为10,000美元。此外，量子比特在零度以下的温度或真空环境中以量子状态运行，其维护成本非常高。
尽管非量子算法可以在量子计算机上运行，但量子算法，如Shor的因式分解算法和Grover的搜索非结构化数据库的算法，在超级计算机上无法运行。
超级计算机的应用
量子计算和超级计算机都被部署在涉及大型数据库的情况下。让我们看一下几个使用案例。
天气预报：我 们在智能设备上收到的天气报告来自于超级计算机。除了预测你所在城市下雨的可能性，超级计算机还预测飓风的路径，帮助拯救成千上万的生命。
去年，英国气象局与微软签署了一项12亿英镑的协议，开发世界上最强大的超级计算机，以帮助在极端天气事件面前做好准备。
科学研究： 超级计算机为复杂的研究领域提供洞察力。实验室实验既昂贵又费时。因此，使用超级计算机来模拟这些实验室实验是合乎逻辑的。例如，世界各地利用多台超级计算机来对抗COVID病毒和开发疫苗。
量子计算机的应用
"目前，我们无法对持续时间超过几微秒的量子比特进行操作。甘古利说："正因为如此，量子数据会丢失，使得它很难被用于人工智能或其他一般任务。
研究人员正在研究QRAM，这是一个可以将量子状态存储几个小时的计算单元。量子计算机在以下领域有应用。
药物设计与开发：量 子计算机被用来测试药物组合和它们的相互作用。传统上，药物的开发是通过试验和错误的方法，这既昂贵又有风险。
计算化学：与超级计算机不同，量子计算机同时关注0和1的存在，提供巨大的机器能力来有效地映射分子。
密码学：量子计算机可以在量子密钥分配的帮助下促进安全通信。然而，这也有一个弊端。
最近，美国总统乔-拜登签署了一份备忘录 ，要求政府机构在其最重要的系统上实施抗量子加密技术。RSA加密，是最广泛使用的加密形式，是基于2048位数字的。一台量子计算机可以破解这种加密方式。到目前为止，我们还没有一台具有这种能力的量子计算机。
