什么是量子计算-超级简单的给你个解释
寫在前面
今天的智能手機(jī)擁有50年前軍事計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力,在那時(shí)候可是一個(gè)整房間的電腦。現(xiàn)今科技在計(jì)算機(jī)方面發(fā)展取得了驚人的進(jìn)步,但仍然有很多計(jì)算是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)無法解決的。專家認(rèn)為量子計(jì)算機(jī)是他們的克星。因?yàn)樗幚砟芰梢员痊F(xiàn)在使用的計(jì)算機(jī)快數(shù)百萬倍。
量子計(jì)算機(jī)如何工作
電腦以比特編碼信息。每一位可以取值為1或0.這些1和0作為開/關(guān)開關(guān),最終驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)功能。另一方面,量子計(jì)算機(jī)是基于量子比特的,量子比特根據(jù)量子物理學(xué)的兩個(gè)關(guān)鍵原理進(jìn)行操作:疊加和糾纏。疊加意味著每個(gè)量子位可以同時(shí)表示一個(gè)1和一個(gè)0。糾纏意味著疊加的量子比特可以相互關(guān)聯(lián),也就是說,一個(gè)狀態(tài)(無論是1還是0)可以取決于另一個(gè)的狀態(tài)。利用這兩個(gè)原理,量子位可以作為更復(fù)雜的開關(guān),使量子計(jì)算機(jī)的功能可以讓他們解決使用當(dāng)今計(jì)算機(jī)難以解決的難題。
量子狀態(tài)
量子位必須被原子,離子(電子數(shù)量太多或太少的原子),甚至更小的物質(zhì)(如電子和光子(能量包))所儲(chǔ)存.
量子怎么控制它
利用激光束,電磁場,無線電波和各種其他技術(shù)來包含原子和改變它們的狀態(tài) 。
用量子點(diǎn)做量子比特 ,它是納米級(jí)微小的半導(dǎo)體粒子,其內(nèi)部可以控制單個(gè)電荷載流子,電子和空穴(缺失電子)。通過所謂的離子阱來產(chǎn)生量子比特:你從一個(gè)原子中加入或者去掉一個(gè)電子來產(chǎn)生一個(gè)離子,把它穩(wěn)定在一種激光聚光燈下(所以它被鎖定在一個(gè)非常明亮的大燈里,像一個(gè)納米級(jí)的兔子跳舞),然后把它轉(zhuǎn)換成不同的狀態(tài)激光脈沖。
量子計(jì)算能改變什么
量子系統(tǒng)可能會(huì)解開分子和化學(xué)相互作用的復(fù)雜性,導(dǎo)致新藥物和材料的發(fā)現(xiàn)。它們可以實(shí)現(xiàn)超高效的計(jì)算處理能力。例如:優(yōu)化運(yùn)輸。模擬財(cái)務(wù),天氣預(yù)報(bào),而且他們可以應(yīng)用到人工智能,物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。
本文參考
Chris Woodford
IBM Q
Bernard Marr
總結(jié)
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