主题：树叶也许就是一个量子计算机—zqyin

　　Nature报道的一个有意思的实验：叶绿素的光合反应有可能伴随着量子相干演化，或者说有一个子搜索算法在里面。
　　PhysicsWeb新闻上是这么说的：光照射一个叶绿素分子，分子上的电子被激发。一般人们都认为，激发的分子会随机的把能量传递到最近的能量比较低的分子上，这个过程就是所谓的“downhill”。能量会不断的沿着下坡路往下跑，直到达到发生光合反应的中心。
　　问题在于，这个能量随机传递的模型无法解释光合作用效率为什么这么高：95%以上。在这个实验中，人们发现，能量的传递并不是这种经典的随机过程，而是一个量子运动过程。他们发现叶绿素分子被激发后，震荡信号维持了几百飞秒，这被认为是出现了量子拍(quantum beats)，也就是说所有的能级同时相干的被联系到一起了。换句话说，激发态同时感觉到了所有的这些能态，但并没有真的访问这些能态，于是它可以通过最优的路径达到反应中心，而不损失能量。
　　这个过程，实际上就与1997年发明的Grover量子搜索算法思想上很类似。“在这个光合反应中，能量搜索它需要追随的路径，到达它发挥效用的地方。”密歇根大学的Roseanne Sension解释说。
　　争议仍旧存在，因为实验是在77K的低温下进行的，所以对处于300K的常温下的树叶来说，是否也会出现这个效应，人们不能肯定。

加拿大公司D-Wave Systems今天揭开了“全球第一台商用实用型量子计算机”的神秘面纱，展示了这台新型计算机“Orion”如何运行商用程序，及其在解决特定问题上相比传统电子计算机的巨大优势。

演示是在美国加州山景城的计算机历史博物馆里进行的，不过量子计算机本身并不在现场，而是在D-Wave公司总部，加拿大温哥华本那比(Burnaby)。在那里，量子计算机被液氮冷冻在5mK(毫开)温度下，也就是-273.145℃，只比绝对温度-273.15℃高0.005℃，比星际空间还要冷。

量子计算机依赖的自然是量子机制来加速计算的，而这种机制决定了所有物质和能量的行为表现。人们早就知道，即使能利用量子机制的一些简单特性，所构造的计算机就能远远超出任何超级电子计算机的表现，不过D-Wave表示，他们的“Orion”只是现有电子计算机的补充和增强，并非要取而代之。这也就是说，量子计算机还远没有成熟到可以独立“统治世界”的地步。

为了实现量子计算机的商用，D-Wave在基础构造和生产工艺上借鉴了现有半导体产业的成果。“Orion”基于一块硅芯片，包含16个量子位(qubit)，可以同时表示0和1两个二元位(电子计算里不是0就是1)，而每一个量子位都能模拟其他量子位的值，从而提高计算能力。D-Wave称，这一系统可以在今后加入更多的量子位，计划在今年底达到32个，明年底增至1024个，计算能力则会呈指数级增长。

“Orion”的拿手好戏就是需要处理海量复杂数据和变量的问题，比如生命科学、生物测定学、后勤学、变量数据库搜索、计量金融等等科学和商业领域。

D-Wave在此之前举了NP空间里最困难的“NP-Complete”问题的例子，这里我们看看另一个。如果使用电子计算机处理药物分子的“薛定谔方程”，那么每增加一个电子，问题难度就要翻一番还多，这就是所谓的指数级爆炸式增长，导致电子计算机最多只能处理含有30个电子的系统，而一个简单的咖啡因分子就有100多个电子，其问题难度是30个电子系统的大约10^50倍，任何超级计算机都无法胜任。量子计算机则简单多了，因为它处理薛定谔方程时的难度增加只是线性的固定速度，因此最原始的量子计算机也要比最快的超级电子计算机(蓝色基因/L)出色得多。

一如展示中的情形，D-Wave将通过一个安全的互联网连接提供量子计算机的对外访问和使用，最终开始销售这种系统，不过具体时间和价格问题没有披露。