最近，我做了一期介紹量子計算機“九章”的節目。有些人質疑它是不是計算機，其實這種問題就好比問“宇宙飛船是不是船”，完全不得要領。真正重要的不是一個事物叫什麼名字，而是它實際是什麼，能實現什麼超能力。九章能計算“玻色子取樣”，而這個問題經典計算機處理起來非常困難，所以九章被學術界認為是量子計算領域的重大突破。
這句話有語病，不過能看出來，他是認為量子計算機必須要先能執行1 + 1 = 2這樣的基礎，然後才談得上其他的。這樣想的人不少。實際上，這正是一個嚴重的誤解。
首先，量子計算機可以計算1 + 1 = 2，不是不能算。但這並不是重點。重點在於，我需要向這些人問一句：你們認為，量子計算機是什麼意思？
他們肯定以為，量子計算機跟經典計算機執行的過程是一樣的，都是加減乘除，只是加減乘除的每一步都更快而已。錯了，完全錯誤！
如果是這樣的話，量子計算機就沒有意義了，只不過是經典計算機的常規的進步而已。但實際上，量子計算機是革命性的進步，而不是這種小打小鬧的進步。量子計算的精妙之處，就是要繞過常規的加減乘除，用物理過程來直接得到計算結果。
打個比方。愛迪生有一個著名的故事：他拿一個燈泡，讓一位數學家助手求出它的容積。這位數學家拿尺子和紙筆又是測量，又是計算，搗鼓了半天都沒算出來。而愛迪生把燈泡裡灌滿水，然後把水倒在量筒裡，一下子就知道了它的容積。
愛迪生
現在，你明白什麼叫“用物理過程直接得到計算結果”了吧？
許多人聽到九章計算玻色子取樣的辦法就是直接執行玻色子取樣，就大惑不解，很懷疑這叫不叫計算。實際上，這不就是愛迪生的思路嗎？這種方法確實解決了問題，這才是我們真正希望的。至於你是否把它叫做計算，那只是個咬文嚼字的問題，真正做事的人是不會被名稱束縛住的。
現在你可以明白，如果一定要量子計算機先會算加減乘除，然後再一步步按照數學公式計算一個問題，那完全是緣木求魚，本末倒置，把量子計算機的優勢丟掉了。量子計算機的好處，就是可以跳過這些步驟，否則我們去研發它幹什麼？
很好，你對量子計算的理解已經超過了90%的人。不過，有人聽了上面那個故事，可能會問：難道愛迪生已經造出了一臺量子計算機嗎？
當然沒有。這只是個比喻而已，並不是真正的量子計算機。原因有兩點。第一，它沒有用到量子力學的特性。第二，它解決的並不是個真正困難的問題。用數學方法計算燈泡的容積，雖然比較繁瑣，但完全是可以做到的。愛迪生那個時代條件不行，算得比較慢。而如果用現在的計算機，算一個燈泡容積肯定就是瞬間搞定。
計算機科學裡有一個分支叫做計算複雜性理論（computational complexity theory）。用計算複雜性的語言說，計算燈泡容積這個問題在本質上是簡單的，因為它用“多項式時間”就能解決，即計算量隨問題規模的增長是個多項式函式。
而量子計算機處理的問題，是在本質上就困難的問題。困難的意思是，計算它所需的時間是指數增長的，甚至更長。例如玻色子取樣這個問題，它的計算量增長速度是階乘，比指數還快。60的階乘就是8.32乘以10的81次方，比整個宇宙的粒子數都多。因此，經典計算機很快就算不動了。也正是因為這個原因，九章相對於現在最強的超級計算機才會有一百萬億倍這樣驚人的優勢，——因為這個問題經典計算機處理起來實在太慢了。
下面是一個真正的要點：要快速解決本質上困難的問題，目前所知的唯一有希望的辦法，就是利用量子力學的特性。也就是設計某種量子物理過程，透過執行這個物理過程快速得到問題的解。這就是量子計算的本意。
愛迪生沒有利用量子力學的特性，所以他解決的不是個本質上困難的問題。用物理過程快速求解本質上困難的問題，是量子力學出現以後才可能的，所以我把它稱為“超能力”。如果你理解到這一層，你對量子計算的理解就超過了99%的人。
最後，如果你真的就是想計算1 + 1 = 2，那其實量子計算機也能做。
2005年，潘建偉、楊濤和杜江峰等人發了一篇文章《對兩個獨立光量子位元的非破壞性受控非量子門的實驗演示》（Experimental Demonstration of a Nondestructive Controlled-NOT Quantum Gate for Two Independent Photon Qubits），第一次用光學方法實現了量子計算機的基礎邏輯單元“受控非門”（CNOT）。這個受控非門就像經典計算機中的“與非門”一樣，透過它就能組合出任意複雜的線路，實現任意功能。
因此，用量子計算機計算1 + 1 = 2是完全可行的。唯一的問題只是，這樣沒有任何好處。因為它算得並不比經典計算機更快，成本卻高得多。但你如果以為它不能算，那就錯了。
這就好比少林派有個高手，練成了七十二絕技。你如果問他，會不會最基礎的功夫，例如扎馬步？回答是：他當然會，但他為什麼要向你演示扎馬步呢？！你的關注重點，應該是人家會不會最高階的功夫，而不是會不會最初級的功夫！