量子信息的过去、现在和未来(15)

先进的量子技术还将提高传感器的灵敏度和分辨率。预计这些技术将得到广泛的应用，包括用于导航的惯性传感器，用于测绘的重力梯度计，用于无创纳米级生物成像的磁力计等等[156]。这些技术还有一些具有基础研究意义的应用，包括在寻找新物理、暗物质探测、具有增强灵敏度的引力波探测，以及通过望远镜网络内的量子隐形传态来实现的长基线光学干涉测量中，发现打破对称性。这些改进将基于利用了量子压缩、纠缠和量子纠错的先进量子策略。
另一个重要问题是：如何确保量子计算给出的答案是正确的？在某些情况下，例如在分解一个大数时，一旦找到答案就可以很容易地用经典计算机来检查，但是当我们在模拟一个复杂量子多体系统的性质时，情况就不是这样了。现在，利用抗量子密码学的威力，人们已经开发了巧妙的协议来验证量子计算机是否真的执行了指定的任务[157]。一个重要的挑战是降低这些验证协议的成本，以便可以在相对近的时期内使用它们，例如，如果我们将任务发送到云端的量子服务器，我们希望确定收到的答案是可信的。
五、总结
总之，我们离量子计算的实际商业应用可能还有很长的路要走，而量子纠错很可能是最终实现这一目标的关键。但未来五年应该是令人兴奋的，这将是容错量子计算取得进展，和探索量子物质奇异性质的前所未有的机会。
正如本次会议所表明的那样，量子信息物理学为控制和探索具有实用和基础研究意义的复杂多粒子量子系统提供了统一的概念和强大的技术。量子计算机科学、量子硬件、量子物质和量子引力的从业人员之间的交流激发了新的想法和深刻见解，使我们所有研究高度纠缠量子系统的难以捉摸特性的人的生活更加美好。
从长远来看，量子科学和技术面临着巨大的挑战，需要在基础研究和系统工程方面取得许多进展才能实现我们的愿景。我们才刚刚开始。
John Preskill：加州理工学院理论物理教授，量子信息与物质研究所所长，主要研究方向为量子信息与量子计算，“量子优越性”（Quantum supremacy）这一概念的提出者。
参考文献
1. S. Aaronson, How much structure is needed for huge quantum speedups?, these proceedings.
2. D. Gottesman, Opportunities and challendges in fault-tolerant quantum computation, these proceedings.