量子计算机是个啥?

前一段时间,一个重磅消息传来:霍尼韦尔宣布将在3个月内发布最强量子计算机。

听到这个消息,相信很多人的表情都是惊讶中带着怀疑,又点缀着些许迟钝和懵逼。

真就“遇事不决量子力学”了呗?

 还不快拜拜这几位大佬

既然他们夸下了这个海口,那我们就得先看看啥是量子计算机。

在讲量子计算机之前,我们先来讲讲量子比特。

我们都知道比特(bit)是信息量的单位,二进制数字中的1位就是1 bit,8 bit就是一个字节,也就是一个Byte,后面这个东西叫“拜特”不叫“比特”。

在传统计算机中,1 bit只能存储一个数字:0或1。而量子计算则需要用到量子比特,量子比特这个东西就很神奇了,它可以制备在两个逻辑态0和1的相干叠加态。说人话就是,量子比特可以同时存储0和1

这个东西听起来似乎并不可怕。但如果我们想要在传统计算机中存储8 bit的所有状态,我们总共需要2的8次方个8 bit,也就是256个字节。同样的内容,使用量子比特来存储的话,我们只需要8个bit,也就是1个字节!

如果我们有一个N bit大小的存储器,使用传统计算机,需要2的N次方个这样的存储器才能将所有状态存储完。但使用量子计算机,就只需要1个。这就说明,量子计算机可以一次同时计算2的N次方个输入数字,同样的操作需要传统计算机重复计算2的N次方次。所以,量子计算机能够极大地节省运算资源,极大提高运算速度。

有了量子比特还不算完,我们还需要让它们产生某种关系,这种关系就是量子纠缠

在量子力学里,当几个粒子在彼此相互作用后,由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质,无法单独描述各个粒子的性质,只能描述整体系统的性质。这种现象就是量子纠缠。

放到量子计算机中,也就是说,当这些量子比特之间形成了最大程度的量子纠缠时,那么它们的波函数坍缩结果就完全相关。如果完全没有形成量子纠缠,那么这堆量子比特波函数的坍缩结果就完全没有关联。

说人话,就是说,只有当量子比特形成了最大程度的量子纠缠时,我们才能够完全操纵这些量子比特,这样量子计算机计算出的结果才有价值。不然的话,就只是快而已。

正是利用叠加态和量子纠缠,才能使得量子计算机在一些场景下的效率远远超出传统计算机。一旦量子计算机能够取得突破性进展,那么,这个世界上所有的密码都将形同虚设。

量子计算机可以在几秒内计算出公钥和私钥的对应逻辑,而这,是传统计算机数十年都无法完成的任务。

那么我们回到文章开始的那个消息:霍尼韦尔宣布将在3个月内发布最强量子计算机。

且不说可不可能,单说如果真的做出来通用量子计算机,对我们普通人来讲,几乎没有什么差别。但对人类来讲,有量子计算机和没有量子计算机,将是两个世界!

发布了86 篇原创文章 · 获赞 243 · 访问量 5万+

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_43802541/article/details/104846140