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量子計(jì)算機(jī)的超強(qiáng)計(jì)算能力，為什么量子計(jì)算機(jī)10秒能夠匹敵超級計(jì)算機(jī)幾百年

來源：整理時(shí)間：2023-05-17 02:11:45 編輯：智能門戶手機(jī)版

1，為什么量子計(jì)算機(jī)10秒能夠匹敵超級計(jì)算機(jī)幾百年

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)用比特，就是用1或者0作為信息儲存單位，從而實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算，無論其儲存器有多少位都只能存一個(gè)數(shù)據(jù)，為運(yùn)算某個(gè)函數(shù)，必須實(shí)施多次操作，這就是串行計(jì)算模式。而量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算單位是量子比特，即兩個(gè)狀態(tài)是 0和1的相應(yīng)量子態(tài)疊加，如果是兩位儲存器的話，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)只可以存儲一個(gè)數(shù)據(jù)01，而量子計(jì)算機(jī)可以儲存00，01，10，11。n位的量子儲存器可以儲存2的n次方個(gè)數(shù)據(jù)。所以量子儲存器的儲存能力是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的2的n次方倍。計(jì)算一個(gè)數(shù)時(shí)，隨著位數(shù)的增加，電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算時(shí)間呈指數(shù)上升，而量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算時(shí)間

為什么量子計(jì)算機(jī)10秒能夠匹敵超級計(jì)算機(jī)幾百年

2，最簡單的告訴你為什么量子計(jì)算機(jī)如此厲害

科普量子計(jì)算機(jī)：量子的來源、量子的反應(yīng)、量子的速度，這三個(gè)結(jié)合而成。量子的來源：量子的產(chǎn)生即任何物質(zhì)被光照射就會產(chǎn)生量子，這就是量子的來源；量子的反應(yīng)：量子反應(yīng)為穩(wěn)定的粒子和波，而且他們是可控制的，這就是量子的反應(yīng)；量子的速度：量子的運(yùn)動速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通鋁、銅、硅的遷移速度，達(dá)到極速的運(yùn)算速度?；谖锢韺W(xué)的發(fā)展，把量子物理學(xué)使用在計(jì)算機(jī)上，在普通計(jì)算機(jī)的架構(gòu)上，使用新的模式來改造計(jì)算機(jī)，這即是量子計(jì)算機(jī)；量子計(jì)算機(jī)需要新語言來運(yùn)行計(jì)算機(jī)，這是還沒完成的工作，所以并不能立即取代成熟的普通計(jì)算機(jī)。

我是第一次聽到這個(gè)概念查找了一下相關(guān)新聞，并沒有什么最新消息，都是07年的重復(fù)新聞，如下：全球首臺量子計(jì)算機(jī)在加拿大誕生加拿大溫哥華d-wave公司首席技術(shù)官基尼-羅斯宣布，該公司已成功研制出一個(gè)具有16量子比特的“獵戶星座”量子計(jì)算機(jī)。他透露，d-wave公司將于2007年2月13日和2月15日分別在美國加州和加拿大溫哥華展示他們的量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)是物理學(xué)家費(fèi)曼在19世紀(jì)80年代提出的概念。量子位可以同時(shí)表示1和0，因此能夠攜帶更多的信息，更快地解決問題。量子計(jì)算機(jī)希望利用量子現(xiàn)象來增加計(jì)算的速度，最大特點(diǎn)是n個(gè)儲存位可以同時(shí)儲存2n個(gè)數(shù)據(jù)。不過量子計(jì)算機(jī)最大的問題是只要受到任何微干擾，例如過熱，馬上會關(guān)機(jī)。目前為止，量子計(jì)算機(jī)在實(shí)驗(yàn)室中只能成功運(yùn)算數(shù)千次，穩(wěn)定度仍然不夠。d-wave公司目前設(shè)計(jì)的16量子比特計(jì)算機(jī)是用貴金屬鈮制成，并且須在零下273k下運(yùn)行。有專家認(rèn)為，d-wave公司的嘗試只是一種原理性檢驗(yàn)，雖很有必要，卻必須首先糾正量子計(jì)算中不可避免的錯誤，否則這個(gè)量子計(jì)算機(jī)將無法運(yùn)行。許多科學(xué)家認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)廣泛商業(yè)化還需20年時(shí)間。但羅斯認(rèn)為，2008年他們將制成世界第一臺具有1000個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)。

最簡單的告訴你為什么量子計(jì)算機(jī)如此厲害

3，量子計(jì)算機(jī)有多強(qiáng)大

普通的數(shù)字計(jì)算機(jī)在0和1的二進(jìn)制系統(tǒng)上運(yùn)行，稱為“比特”（bit）。但量子計(jì)算機(jī)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)更為強(qiáng)大。它們可以在量子比特（qubit）上運(yùn)算，可以計(jì)算0和1之間的數(shù)值。假想一個(gè)放置在磁場中的原子，它像陀螺一樣旋轉(zhuǎn)，于是它的旋轉(zhuǎn)軸可以不是向上指就是向下指。常識告訴我們：原子的旋轉(zhuǎn)可能向上也可能向下，但不可能同時(shí)都進(jìn)行。但在量子的奇異世界中，原子被描述為兩種狀態(tài)的總和，一個(gè)向上轉(zhuǎn)的原子和一個(gè)向下轉(zhuǎn)的原子的總和。在量子的奇妙世界中，每一種物體都被使用所有不可思議狀態(tài)的總和來描述。實(shí)際運(yùn)用D-Wave 量子計(jì)算機(jī)-首臺商用量子計(jì)算機(jī)在2007年，加拿大計(jì)算機(jī)公司D-Wave展示了全球首臺量子計(jì)算機(jī)“Orion（獵戶座）”，它利用了量子退火效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算。該公司此后在2011年推出具有128個(gè)量子位的D-Wave One型量子計(jì)算機(jī)并在2013年宣稱NASA與谷歌公司共同預(yù)定了一臺具有512個(gè)量子位的D-Wave Two量子計(jì)算機(jī)。NSA加密破解計(jì)劃2014年1月3日，美國國家安全局（NSA）正在研發(fā)一款用于破解加密技術(shù)的量子計(jì)算機(jī)，希望破解幾乎所有類型的加密技術(shù)。投入巨資投入4.8億進(jìn)行“滲透硬目標(biāo)”首臺編程通用量子計(jì)算機(jī)2009年11月15日，世界首臺可編程的通用量子計(jì)算機(jī)正式在美國誕生。不過根據(jù)初步的測試程序顯示，該計(jì)算機(jī)還存在部分難題需要進(jìn)一步解決和改善?？茖W(xué)家們認(rèn)為，可編程量子計(jì)算機(jī)距離實(shí)際應(yīng)用已為期不遠(yuǎn)。單原子量子信息存儲首次實(shí)現(xiàn)2013年5月，德國馬克斯普朗克量子光學(xué)研究所的科學(xué)家格哈德·瑞普領(lǐng)導(dǎo)的科研小組，首次成功地實(shí)現(xiàn)了用單原子存儲量子信息——將單個(gè)光子的量子狀態(tài)寫入一個(gè)銣原子中，經(jīng)過180微秒后將其讀出。最新突破有望助力科學(xué)家設(shè)計(jì)出功能強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)，并讓其遠(yuǎn)距離聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建“量子網(wǎng)絡(luò)”。首次實(shí)現(xiàn)線性方程組量子算法2013年6月8日，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士領(lǐng)銜的量子光學(xué)和量子信息團(tuán)隊(duì)的陸朝陽、劉乃樂研究小組，在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)了用量子計(jì)算機(jī)求解線性方程組的實(shí)驗(yàn)。該研究成果發(fā)表在6月7日出版的《物理評論快報(bào)》上。迄今為止，世界上還沒有真正意義上的量子計(jì)算機(jī)。但是，世界各地的許多實(shí)驗(yàn)室正在以巨大的熱情追尋著這個(gè)夢想。如何實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算，方案并不少，問題是在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)對微觀量子態(tài)的操縱確實(shí)太困難了。已經(jīng)提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點(diǎn)操縱、超導(dǎo)量子干涉等。

量子計(jì)算機(jī)有多強(qiáng)大