光子盒研究院出品
近年来，量子计算机已成为备受关注的焦点，因为它有可能彻底改变计算。量子计算机具有令人难以置信的强大功能，其应用范围从数据加密和分析到人工智能和机器学习。然而，由于其复杂性，量子计算机需要花费大量资金——但是，究竟是多少钱呢？
在这篇文章中，我们将探讨量子计算机的当前价格，并提供一些关于它们为什么如此昂贵的见解。
与经典计算机相比，量子计算机依靠量子力学来进行计算，操纵量子比特(qubit)来表示信息。量子比特从根本上说是一个双态的量子力学系统：这种现象被称为叠加，使量子计算机能够以比经典计算机更快的速度进行特定的计算。
我们必须注意到，量子计算机有可能完成某些任务，如大数的因式分解或搜索大型数据库的特定信息，有时甚至比经典模型更好。
量子计算机拥有的量子力学的另一个独特特征是纠缠，而经典计算机没有。这是指两个或更多的量子比特被连接起来（纠缠），它们的状态变得相互依赖，这使得量子计算机有可能同时对多个量子比特执行操作。就像叠加一样，使量子计算机能够比经典计算机以指数级的速度算出特定问题。
量子计算机目前正处于发展的入门阶段。像微软、谷歌和IBM这样的公司（还有许多初创公司）以及几十所大学和政府研究机构，正在研究、开发和制造早期的NISQ模型，其应用将有望对优化和物流、模拟分子化学和密码学问题的复杂系统产生深远影响。
2023年，有几种类型的量子计算机被开发和制造；这些通常被划分为它们所利用的量子比特模式。目前，有五种领先的量子比特类型的方法。其中有：
1）超导
超导量子比特量子计算机是最广泛使用的量子计算机类型。这些类型的量子计算机利用分钟电路来产生并最终操纵量子比特，这些量子比特通常由超导材料制成。
目前，研究这种量子比特模式的公司包括谷歌、IBM、微软、Rigetti Computing、IQM和量子电路公司等组织。
2）捕获离子
另一种流行的方法是通过使用离子阱量子计算机。这些利用具有净电荷的原子或分子，称为“离子”，它们被困住并使用电场和磁场来存储和处理量子信息。
在这一领域开发量子计算机的公司包括Quantinuum（由霍尼韦尔量子解决方案和剑桥量子计算合并而成）、IonQ、Alpine Quantum Technologies和eleQtron等组织。
3）光子
另一个有支持者的重要量子比特方法是光量子计算机。这些使用光子（光的粒子）来携带和处理量子信息。
代表这种量子比特方式的商业参与者包括PsiQuantum、Xanadu和ORCA计算公司等组织。
4）中性原子
中性原子量子计算利用的是中性原子量子处理器，它是由被称为光学镊子的、紧密聚焦的激光束阵列悬浮在超高真空中的原子。研究人员已经将规模扩大到由100多个碱原子组成的阵列，每个碱原子都有一个价电子，并使用较小的阵列执行量子算法。
这里的商业参与者包括诸如ColdQuanta、QuEra和Pasqal等组织。
5）量子点
量子点量子计算利用由成对的量子点组成的量子比特，它们是硅量子比特。这些特性使它们对各种应用具有吸引力，包括在量子计算机中使用。
投资于这种方法的公司包括Diraq、英特尔和Quantum Motion等组织。
6）其他量子比特模式
还有其他几种方法，如氦气上的电子、使用硅CMOS的量子计算机和氮空位中心（也称为N-V色心）。
量子计算硬件技术路线图 来源：ICV TAnk
六大技术路线的量子计算机实物图 来源：光子盒研究院
值得考虑的是，每种类型的量子计算机都有其独特的优点和缺点，不同类型的量子计算机可能更适合于不同类型的问题。
2023年，能买到量子计算机吗？
是的，有可能买到一台量子计算机。然而，量子计算机还没有向公众广泛提供，目前非常昂贵，而且极难制造。另一个需要考虑的绊脚石是，这些机器大多由大型企业、研究机构和政府机构拥有或运营，因此能否接触到它们（更不用说购买一台）取决于这些商业企业和机构的准入条件。
然而，如果个人（或公司）对购买量子计算机感兴趣，最好的方法是直接联系IBM、微软、Rigetti Computing、D-Wave或谷歌等公司。他们可以通过基于云的服务为个人提供访问其量子计算资源的机会，允许研究人员、开发人员和企业在不拥有物理硬件的情况下实验和利用量子计算能力。
使用这些服务的费用会因使用时间和资源的多少而不同，但通常是每小时几美元到几千美元不等。
如前所述，量子计算是一项正在迅速发展的技术，但仍处于早期阶段。需要注意的是，给这样的机器定价更像是一种艺术形式，而不是一门科学。在假设购买量子计算机之前，需要考虑的事情可能是你想购买什么类型的系统、所需的量子比特数量，以及使用机器时需要供应商提供的专家支持水平。所有这些事情都会对总体成本产生影响。
具体案例包括，The Verge购买了D-Wave 2000Q量子计算机花费了约1500万美元——这一事件发生在2017年，现在的价格随着通货膨胀自那时以来已经大幅上涨。
作为一个粗略的数字，截至2023年，购买一台完整机器的成本目前非常高，进入大多数系统的套件需要数十万美元。像IBM这样的量子计算系统，作为几年内全面服务合同的一部分，售价达数千万。
例如，微软的Azure量子计算云端服务允许首次用户使用价值500美元的免费Azure量子积分，用于每个参与的量子硬件供应商。他们报告说，“如果你已经用完了所有的积分，需要更多的积分，你可以申请Azure量子积分计划。”
另一个量子计算机的供应商是AWS，其使用基于云的服务的定价计划从每月29美元开始，包括AWS支持。
微软量子计算服务：
https://azure.microsoft.com/en-gb/
AWS量子计算机服务：
https://aws.amazon.com/cn/
业内许多专家预测，随着技术的发展，量子计算硬件的成本将继续下降，使其更容易被更多的企业和组织所接受。在最近的一次谈话中，CIA的首席技术官Nand Mulchandani指出，量子行业仍然非常早期，单位成本仍然很高，因为我们非常处于研究和开发阶段。
总的来说，量子计算机的价格肯定会受到几个重要因素的影响，包括该领域的先进发现如何、市场对该技术的需求以及量子计算供应商之间的竞争。
那么，量子计算机会很快达到商业用途吗？
同样，这个问题需要一个水晶球来准确预测，但就目前的情况来看，量子计算机是一项很有前途的技术，可以彻底改变各个领域，包括机器学习、优化和材料科学。
考虑到这一点，目前由IBM和谷歌等公司推出的技术上最先进的量子计算机有数百个量子比特，这本身就是一件好事。然而，要想真正达到我们想要的技术水平，量子比特的数量可能需要大幅增加，可能达到数千甚至数百万量子比特，才能在商业领域产生任何有用的影响。
此外，这些机器需要复杂的基础设施和冷却系统（在许多情况下），以保持所需的低温，使量子比特能够正常工作，以及可靠的纠错系统。
尽管有这些挑战，我们作为一个行业正在慢慢实现。虽然很难准确预测量子计算机何时达到商业使用的时间表，但许多专家认为，实际应用可能在未来十年或二十年内出现。
回到当前的2023年，在考虑量子计算机的价格时，值得考虑接入方式、计算机的类型和使用要求。
参考链接：
https://thequantuminsider.com/2023/04/10/price-of-a-quantum-computer/