什么是量子 量子計(jì)算機(jī)是如何工作的?
量子計(jì)算機(jī)是如何工作的?簡(jiǎn)而言之,普通計(jì)算機(jī)的計(jì)算過(guò)程使用二進(jìn)制,而量子態(tài)允許更復(fù)雜的信息被編碼成單個(gè)數(shù)字。這是IBM新的量子計(jì)算原型的說(shuō)明,必須將其冷卻到接近零的絕對(duì)溫度才能正常工作。具體來(lái)說(shuō),量子
量子計(jì)算機(jī)是如何工作的?
簡(jiǎn)而言之,普通計(jì)算機(jī)的計(jì)算過(guò)程使用二進(jìn)制,而量子態(tài)允許更復(fù)雜的信息被編碼成單個(gè)數(shù)字。
這是IBM新的量子計(jì)算原型的說(shuō)明,必須將其冷卻到接近零的絕對(duì)溫度才能正常工作。
具體來(lái)說(shuō),量子計(jì)算機(jī)的主要組成部分是一個(gè)“量子位”,即一個(gè)量子對(duì)象,因此它可以處于無(wú)數(shù)的狀態(tài)。任何具有量子特性的東西,如電子或光子,只要計(jì)算機(jī)能夠隔離和控制它,就可以用作量子位。
在計(jì)算機(jī)內(nèi)部形成后,每個(gè)量子位都連接到一個(gè)將電磁能量傳輸?shù)剿臋C(jī)制。為了運(yùn)行一個(gè)特定的程序,計(jì)算機(jī)會(huì)使用精確的腳本序列,如微波傳輸,并調(diào)整一定頻率和一定時(shí)間段的量子位。這些脈沖相當(dāng)于量子程序的“指令”,每一條指令都會(huì)使量子比特的未測(cè)量狀態(tài)發(fā)生特定的變化。
此外,這些脈沖操作不僅可以在一個(gè)量子位上執(zhí)行,還可以在系統(tǒng)中的所有量子位上執(zhí)行。通常,每個(gè)量子位或一組量子位接收不同的脈沖“指令”。
程序一旦完成,即當(dāng)數(shù)千甚至數(shù)百萬(wàn)個(gè)脈沖完成時(shí),就需要重新測(cè)量量子位來(lái)揭示最終的計(jì)算結(jié)果,使每個(gè)量子位變成0或1,這是量子力學(xué)中著名的“波函數(shù)崩潰”現(xiàn)象。
應(yīng)該注意的是,量子計(jì)算機(jī)需要額外的量子比特作為備份。如果一個(gè)量子位的計(jì)算失敗,系統(tǒng)需要與備份進(jìn)行比較,以便將錯(cuò)誤的量子位恢復(fù)到正確的狀態(tài)。
此錯(cuò)誤更正也發(fā)生在普通計(jì)算機(jī)上。但是量子系統(tǒng)需要大量的備份。工程師們估計(jì),對(duì)于一臺(tái)可靠的量子計(jì)算機(jī),使用的每個(gè)量子比特可能需要1000個(gè)或更多的備份。由于許多高級(jí)算法需要數(shù)千個(gè)量子位才能啟動(dòng),因此使用量子機(jī)器所需的量子位總數(shù)(包括與糾錯(cuò)相關(guān)的量子位)可能達(dá)到數(shù)百萬(wàn)。
總之,在量子計(jì)算領(lǐng)域有許多未知因素。利用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù),摩爾定律確保晶體管的數(shù)量每?jī)赡曜笥曳环H欢?,?duì)于與量子機(jī)器相關(guān)的復(fù)雜電子學(xué),目前還沒(méi)有類似的預(yù)測(cè)。許多工程師預(yù)測(cè),在未來(lái),人類仍將局限于量子比特相對(duì)較少(也許只有幾百)的機(jī)器。因此,他們還將重點(diǎn)放在中等尺寸量子系統(tǒng)的算法上,這些算法有望在不久的將來(lái)面世。
量子計(jì)算如何影響人類生活?
Quantum,單位太小。草根現(xiàn)在要從元做起。一元錢對(duì)他們的生活有什么影響
!錯(cuò)了!我知道答案是錯(cuò)的。關(guān)鍵是我不知道量子是否與普通人的生活有關(guān)。
就像“納米”出現(xiàn)在人們的生活中,任何東西都想被“納米”打磨,什么“納米洗滌劑”
其實(shí)我知道納米只是一個(gè)長(zhǎng)度單位,不應(yīng)該和洗衣粉接觸。
“量子”也是如此。別用光了
量子信息科學(xué)與技術(shù)是什么專業(yè)?
量子信息是量子物理與信息技術(shù)相結(jié)合發(fā)展起來(lái)的一門新興學(xué)科,主要包括量子通信和量子計(jì)算。量子通信主要研究量子密碼學(xué)、量子隱形傳態(tài)、遠(yuǎn)程量子通信技術(shù)等。量子計(jì)算主要研究量子計(jì)算機(jī)和適用于量子計(jì)算機(jī)的量子算法。
如何理解量子糾纏對(duì)量子算法的影響?
感謝您的邀請(qǐng)!量子糾纏又稱量子糾纏,是愛(ài)因斯坦、波多爾斯基和羅森在1935年提出的一種量子力學(xué)現(xiàn)象。
為什么量子糾纏是一種非常安全的加密技術(shù)?事實(shí)上,它與光速有關(guān)。雖然這些粒子之間的“通訊”速度非常快,但我們不能用這種糾纏技術(shù)以如此快的速度控制和傳遞信息。因此,愛(ài)因斯坦的定律,即任何信息的傳輸速度都不能超過(guò)光速,而世界上一切事物都不能超過(guò)光速的理論仍然成立。根據(jù)量子技術(shù)的信息,糾纏并不遙遠(yuǎn),一旦其中一個(gè)發(fā)生干涉,糾纏態(tài)就會(huì)自動(dòng)消除。
量子計(jì)算使用并行量子傳播的加密技術(shù)。量子分解算法是由美國(guó)科學(xué)家petershor于1995年提出的。它是量子計(jì)算領(lǐng)域最著名的算法。
量子力學(xué)的狀態(tài)疊加原理使量子信息單元的狀態(tài)處于各種可能的疊加狀態(tài),這使得量子信息處理效率比經(jīng)典信息處理具有更大的潛力。隨著量子比特?cái)?shù)的增加,對(duì)于n個(gè)量子比特,量子信息可以是兩種可能狀態(tài)的疊加。由于量子力學(xué)演化的并行性,它可以顯示出比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更快的處理速度。然而,在計(jì)算效率方面,由于量子力學(xué)的疊加作用,一些已知的量子算法處理問(wèn)題的速度比傳統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)要快。
總之,量子糾纏在量子計(jì)算中至少有兩個(gè)優(yōu)勢(shì):1。量子糾纏理論可以提高其安全性。
2. 量子力學(xué)的態(tài)疊加原理可以使計(jì)算速度更快。