自1981年以来，研究人员一直在研究量子运算，当时物理学家、工程师和IT梦想家（包括一位诺贝尔奖获得者）在波士顿郊外的一座城堡式豪宅里召开会议，评估量子力学影响未来技术的可能性。 也就是从那时起，研究人员开发了首批量子计算机模型，并进军大规模量子计算机器领域。
目前，量子运算行业已经走过了第一阶段，包括Google、微软、IBM、英特尔和汉威联合国际在内的国际科技巨头企业正进一步投资开发用于工业目的的量子计算机。
事实上，如今专家认为，凭借其广泛的应用和变革潜力，量子运算正在引领下一次技术革命。 但是量子运算的成本也越来越高，所以很多人都想知道这项新技术会对企业带来什么影响。
我是一名软件工程师和技术人员，主要工作是了解技术，并能清晰地传达技术的工作原理和应用方法。 以下是量子运算的工作原理，以及它将如何影响未来的企业和工作。
量子计算机是如何运作的？
如今，我们在日常生活和工作中非常依赖的数字设备，比如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、健身追踪器等，都使用传统的计算技术。 传统电脑依靠一系列数学公式，利用电脉冲将信息编码成由1和0组成的二进制系统。 这些信息通过称为「位」的定量测量进行传输。
与传统运算不同，量子运算依赖于量子理论原理，即原子和次原子尺度下的物质和能量理论。 有了量子计算，方程式不再局限于传统二进制系统，每个数字可以同时存在多种状态，它可以同时处于0和1。
量子运算测量电子或光子。 这些次原子粒子被称为量子比特，或量子位。 在运算练习中使用的量子位越多，运算范围的指数能力就越强。 量子运算有可能在几分钟内解决传统计算机需要数万年才能解决的方程式。
量子运算技术的尖端应用
量子计算具有在瞬间处理大量信息和传输多维信息的卓越能力，为不断发展的技术提供了巨大的潜力。 量子运算将对制造业、人工智能和网络安全等一系列领域的发展产生影响，这里仅列举几个不断发展的应用。
对于金融机构来说，可以利用量子运算的强大功能，通过高速金融建模进行复杂的交易模拟，进而对市场做出预测。 金融机构可以利用量子运算提高安全性，增强欺诈检测能力，并进行深入的风险分析。
不久之后，我们将看到金融机构利用量子计算机为客户开发高度先进、简化的投资组合。 最近的研究表明，80%的金融机构认识到了人工智能带来的无限可能性。 我许多业内人士认为，随着量子技术与金融领域的不断融合，未来金融科技将呈现爆发式发展，传统实体金融机构技术将不断革新。
量子运算技术在制药行业也得到了广泛应用。 制药研究人员可以使用量子计算来模拟分子相互作用，这将使新药物的快速开发成为可能。 使用量子运算进行密集的DNA研究，可能会使医疗保健提供者有能力针对特定基因来进行靶向治疗。
在工程、航空航天和军事发展领域，研究人员和设计师可以利用量子计算机来创建更流畅、更高效的飞机模型。 使用量子运算技术，空中交通管制和交通协调系统可能会变得更安全。 此外，军事情报也可以从中受益。
此外，量子运算还可用于加强网络安全和情报收集，提供更强大的数据加密服务和高级入侵侦测系统。 量子运算将有助于大数据检索以及人工智能和机器学习的快速发展。
量子计算机甚至可能彻底改变能源现状，应对数字社会能源危机，在可控核聚变的基础上提供电能。
量子运算技术面临的挑战
为了跟上量子运算的发展和解决随之产生的新需求，企业需要做好准备，调整现有的安全协议、网络和数据处理平台。 我相信，量子运算最终将促使企业接受新型算法。
由于量子运算几乎可以瞬时处理数据和信息，一些人认为传统形式的网络安全可能会失去意义。 因此，企业需要重新投资建立新形式的网络安全保护系统和新的安全数字通信模式。
此外，量子运算本身在发展过程中也面临着许多挑战。 与传统运算一样，量子运算需要人工进行双重检查，以确保发现并纠正所有错误。 这可能是一项既费钱又费时的工作，尤其是考虑到当今量子计算机的敏感性，它们受到噪声的影响，并且通常难以正确校准。
振动（包括声音引起的振动）、温度和其他环境因素会影响量子计算机的校准，导致运算错误。 与为传统计算机提供动力的比特不同，量子比特具有敏感性和临时性，因此很难在第一时间构建功能完善的量子计算机。 目前，由于缺乏量子比特，开发人员无法制造出他们想要的高功能量子计算机。 迄今为止，研究人员一次最多只能制造128个量子比特。
其他领域也在密切关注量子运算的发展。 白宫曾表示，如果先进的量子加密技术落入不法分子之手，可能会演变成事关国家安全的重大问题。 此外，由量子运算驱动的人工智能可能会产生意想不到的结果。 所有这些因素也将影响企业发展，因为它们不仅要学习量子运算带来的积极影响，也要适应消极后果。
量子技术的飞跃将如何影响未来工作
量子技术将改变我们的整个数字世界，投资者也注意到了这一点。 从2015年到2020年，量子运算领域的风险投资增长了500%。
我认为，现如今，企业应该为量子计算机技术与现有经典技术的无缝整合提前做好准备。 通过投资量子计算机基础设施，企业可以从尽早采用这些革命性的新技术中获益。 这将为早期用户提供竞争优势，在量子运算得到更广泛应用之前，让它们在这个新兴产业中抢占先机，快速领先于竞争对手。
重要的是，企业高层和人力资源经理应为员工创建并开展教育学习和培训工作，确保团队中的每个人都做好充分的准备，以便更熟练地运用量子运算工具和功能。 企业应鼓励员工参加各种课程和会议，了解有关量子运算的最新尖端信息。
此外，企业应该准备建立必要的新安全协议和防御系统，以满足量子计算机日益增长的需求。 企业可以通过雇用IT专业人员进行风险评估，以预防可能被不良行为者利用的潜在弱点和漏洞点。
领导者应确保企业遵守最新的国家安全法规。 其中一个例子就是支付卡行业数据安全标准（PCI DSS），该标准包含了多项旨在确保客户持卡人数据安全的要求。 在新的量子计算机出现之前，应对任何可能的改变做出准备。
随着量子运算技术的不断成熟，企业主可以制定开发和使用策略，为如何最有效地将量子计算和人工智能整合到企业业务中制定计划，以便一旦技术准备就绪，他们就能无缝使用。 在那之前，企业可以进行实验和试点项目，以测试早期量子运算模型的功能和好处。
虽然量子运算仍处于发展阶段，但各行各业很快就会看到运算能力的巨大转变，这将产生一系列影响。 安全、制造、产品开发、医疗保健、金融、航空航天工程等领域都将受到量子计算巨大潜力的革命性影响。
为迎接这一巨大的技术变革，企业应评估其网络安全基础设施，提前培训员工，准备重新投资新的网络安全保护措施，并开始规划如何整合量子运算所带来的巨大可能性。 我相信，很快量子计算机就会像今天的智能手机和笔记本电脑一样普及。
