当前位置:首页 > 数码 > 一篇文章颠覆你对量子计算的认识-揭秘量子计算机的真相 (一篇文章颠覆了一个人)

一篇文章颠覆你对量子计算的认识-揭秘量子计算机的真相 (一篇文章颠覆了一个人)

admin4周前 (04-21)数码4

在刘慈欣的科幻小说《三体》中,一种名为"智子"的设备干扰了人类的实验,锁死了人类的技术。而在现实世界中,芯片技术的发展也面临着类似的瓶颈。随着芯片尺寸不断缩小,算力的提升空间也越来越有限。

传统计算机的局限

传统计算机由晶体管组成,每个晶体管只能表示 0 或 1 两种状态。也就是说,同时只能进行一次计算。当面对复杂或庞大的计算时,只能通过加快运算速度或并行计算等方式来提升效率。

传统计算机的算力提升已经遇到了瓶颈。即使提高芯片的精度和尺寸,其本质上的计算限制仍然存在。

量子计算机的崛起

量子计算机是一种新型计算机,其工作原理基于量子力学。它使用称为量子位(qubit)的微观粒子,这些粒子可以同时处于 0 和 1 的叠加状态。

借助叠加和量子纠缠等原理,量子计算机可以同时进行多个计算,从而大幅提升算力。

量子计算的意义

量子计算机可以解决传统计算机难以解决的问题,例如:

  • 因子分解:量子计算机可以有效地分解大数的质因数。
  • 模拟复杂系统:量子计算机可以模拟诸如分子行为和量子系统等复杂系统。
  • 优化算法:量子计算机可以优化搜索、排序和机器学习等算法。

量子计算机的局限

虽然量子计算机潜力巨大,但其也面临着一定的局限:

  • 实现难度:建造和维护量子计算机需要高度复杂和昂贵的技术。
  • 量子退相干:量子态很容易受到环境因素的影响,导致计算错误。
  • 算法优化:为量子计算机开发高效的算法仍然是研究的重点。

量子计算机的未来

量子计算机仍处于早期发展阶段,但其潜力巨大。随着技术的不断进步,量子计算机有望成为突破算力限制的革命性技术。

量子计算机的应用前景广阔,包括药物研发、材料设计、人工智能等领域。它有望带来一系列的科学和技术突破,为人类社会的发展带来新的机遇。


九章量子计算机问世 什么是量子霸权?量子计算为啥这么快

随着九章量子计算机的问世,全网也是被量子计算刷屏,同时也有很多网友进行了解释,但是打开文章一看,一脸大写的懵!什么是量子计算机,什么是量子霸权,那为啥量子计算这么快呢?

要了解这一点,我们就必须知道传统计算机是怎么工作的。

现在大家用的计算机,也就是通用计算机,它是基于二进制进行计算的,也就是它只认识0和1这两种,所以在计算机的最底层数据都是利用 二进制 来编码的

举个简单的例子,十进制中我们的数字1-10,在二进制中表示就是

咱们以此类推,不然该说我水文章了

所以只要位数足够大,我们就可以表示出很大的数字

那么计算机是如何具体的表示二进制中的0和1呢?

就像是灯泡,通电就表示1,没通电就表示0

那么像这样的一个灯泡,我们就叫做一个比特(bit),这就是咱们目前传统计算的最小计算单元

当然了,也没我说的这么简单,传统计算机也还是很复杂的

那么量子计算机是怎么来表示数的呢?

传统计算机叫经典比特,量子计算机当然叫量子比特了!

一篇文章颠覆了一个人

问题来了什么是量子比特呢?他是具有某个量子态的系统,量子系统中一个神奇现象就是,他是经典状态的叠加态。

还是拿灯泡举例,灯泡无非就是两种状态,一种是通电亮了,一种是不通电不亮,在任意时刻就只能是其中一种。

而量子比特就有所不同,他可以同时处在亮也不亮的状态的,所以每一个量子比特的叠加态实际上可以表示无数种状态。

既然已经知道了计算的最小单位,那么我们来举一个例子,来说明量子计算和传统计算的区别

说有一个黑盒子,左边伸出1000根绳子,右边也伸出1000根绳子,但其实 只有1根绳子是连通 的,请问,你该如何找到这根连通的绳子呢?

答案需要尝试1000 1000次,也就是要 100万次 才能找到答案。

但如果用量子计算机解决这个问题,就简单多了。

刚刚我们说过,量子比特的存储是所有可能的数字叠加在一起存储的。那么从1到1000,其实就只是一组量子比特而已。也就是说,只需要一次计算,量子计算机就同时把所有的可能都考虑进去了。它可以一次性地找到那根连通的绳子。通过并行计算,实现了100万倍的效率提升。

无敌是多么寂寞?

这是2012年美国的物理学家John Preskill提出的一个概念,本意是指,如果我们某一些特定的计算问题上,量子计算相比较于传统计算体现出绝对的优势,那么就是量子霸权。

所以这次我国的九章计算机解决的就是高斯玻色采样问题

那么到这里就会有人不禁想问了,既然量子计算机这么厉害,那我们现在用的计算机是不是马上就得淘汰了?

不要怕不要怕,这还远着呢!刚刚我们说过了量子计算机是解决特定的问题,等到什么时候可以大规模集成量子比特,就像传统计算机里的晶体管一样,通用量子计算机出现的时候,那说不定可以淘汰了

不过“九章”的问世是对量子计算来说是一个巨大的鼓舞,未来可期。

什么是量子计算?量子计算的前景如何?

量子计算是在遵循量子力学规律,调控量子信息单元进行计算的一种新型计算模式。其未来的应用领域可在对自然的表面观察上进行量子力学的计算,可加速解决我们目前从气候到疾病的各类问题。

一、量子计算

量子计算对照于传统的使用计算机计算模式。其理论模型是用量子力学的规律来进行图灵计算。在计算速度上面有一量子力学叠加算法,在处理问题时速度要快于普通的计算机。量子计算的基本原理是通过量子信息单元状态多种叠加,从而导致量子处理信息时效率上加快。量子计算机中的2位量子位在寄存器中可以同时储存四种叠加状态,当量子比特数目增加的时候,量子力学演化出并行性,加快计算机的处理速度。二、量子计算的应用现状

量子计算使计算机的计算能力超过今天的大部分计算机。但是依旧存在很多障碍性。比如他无法长时间的保持足够量词比特的量子相干性,在同一时间段内也无法做出具有超高精度的量子逻辑操作。目前量子计算机的应用仅限于一些专用的问题上。对于通用任务方面还远远不是传统处理计算机的对手。2011年5月11日,加拿大量子计算公司正式发布第一台商用量子计算机,这部机器声称可以求解最优化、采样、网络安全等各项问题。现在实际应用中却始终争议不断。其整体的性能并没有超过传统计算机,同时在量子加速的理论上也并没有能够证实。三、发展前景2019年10月23日,谷歌宣布在量子计算机上有重大推进。其押注量子计算机可以解决。世界上最紧迫的问题——从气候变化到疾病问题。这一突破让人们距离量子计算更近了一步,在日常生活中,我们可以制造出更高效的电池,通过计算我们可以制造清能源的肥料。这一次创举无疑是对于我们人类来说是一次进步。有时我们努力将量子力学原理应用到生活中的实例。

免责声明:本文转载或采集自网络,版权归原作者所有。本网站刊发此文旨在传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如涉及版权、内容等问题,请联系本网,我们将在第一时间删除。同时,本网站不对所刊发内容的准确性、真实性、完整性、及时性、原创性等进行保证,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。对于因使用或依赖本文内容所产生的任何直接或间接损失,本网站不承担任何责任。

标签: 量子计算机

“一篇文章颠覆你对量子计算的认识-揭秘量子计算机的真相 (一篇文章颠覆了一个人)” 的相关文章

何为量子计算机-探索量子计算机-与传统计算机的优缺点对比 (何为量子计算机)

何为量子计算机-探索量子计算机-与传统计算机的优缺点对比 (何为量子计算机)

量子计算机是一种基于量子力学原理进行信息处理的计算机。它使用量子比特(qubit)作为基本信息单位,而不是传统的比特(0 或 1)。量子比特可以同时表示 0 和 1 这两种状态,被称为叠加态。量子...