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量子計算，什么是量子計算機

來源：整理 時間：2023-08-22 14:24:01 編輯：智能門戶 手機版

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1，什么是量子計算機

量子計算機是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機
根據(jù)量子學(xué)說可以制作出來！~但這臺電腦對民不適用！~量子制作只是相對把硬件體積縮小！~電腦主要硬件就是那么幾樣！~就像手機縮到一個指甲那么大 結(jié)果帶來的是不方便！~所以沒必要！ 現(xiàn)在日本在利用生物電子制作生物電腦！~估計下一代的下一代可以用上！電腦幾乎等于半智能 生物記憶無限大 像大腦！~壽命是人的1倍！也就是說電腦也是像生物一樣有生命~相對量子電腦的實用性就沒必要了！~希望能幫到你

什么是量子計算機

2，什么是量子計算機

量子計算機（quantum　　computer）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題?！　?007年初，加拿大公司D-WaveSystems今天揭開了“全球第一臺商用實用型量子計算機”的神秘面紗，展示了這臺新型計算機“Orion”如何運行商用程序，及其在解決特定問題上相比傳統(tǒng)電子計算機的巨大優(yōu)勢?！　?013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)隊首次成功實現(xiàn)了用量子計算機求解線性方程組的實驗。
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量子計算機（quantum computer）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。

什么是量子計算機

3，量子計算機的概念和工作原理是什么

量子計算機技術(shù)涉及利用量子粒子作為一個替代位今天的電腦。 該理論的量子計算機始于20年前與保羅貝尼奧夫，物理學(xué)家在阿貢國家實驗室，誰使用的概念圖靈機作為一種模式的量子計算機。 一個圖靈機組成的一盤磁帶無限期長度可分為大小均勻廣場。 裝置能閱讀的空白和符號，在磁帶是用來指示一臺機器，使某一特定程序可以完成。 基本理論量子計算機 量子計算機利用量子粒子的“磁帶”的圖靈實驗。 由于存在一個符號或一個空白的圖靈機的磁帶，象征二進(jìn)制數(shù)字，所以可以狀況的量子粒子被用來舉行這些價值觀。 使用多量子粒子也意味著，量子計算機將大大快于圖靈機，因為它可以執(zhí)行數(shù)計算同時進(jìn)行。 此外，與今天的電腦使用的基本位其中只有兩個國家（ 1或0 ） ，量子計算機存儲信息的量子位能容納兩個以上的價值。 這種能力的量子位存在于兩個以上國家意味著量子計算機有能力的表演超過了100萬計算同時在同一時間和潛力，有很多更快和功能更強大很多比今天的超級計算機。 量子計算機還可以利用另外一個重要特點量子粒子被稱為糾纏。 財產(chǎn)的糾纏可以轉(zhuǎn)讓，并確定價值或自旋的量子粒子通過引入外部力量。 發(fā)展量子計算機 雖然量子粒子可用于制造計算機，量子計算機仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有成為現(xiàn)實，大部分的研究是理論。 迄今為止，科學(xué)家一直無法操縱超過7量子位在解決數(shù)學(xué)公式。 有這方面的事態(tài)發(fā)展，然而，最引人注目的有： 試驗于2000年8月的研究人員在IBM 阿爾馬登研究中心能夠使細(xì)胞核的五個氟原子相互作用的量子位利用磁共振成像和無線電頻率脈沖。 這個實驗證明是成功的解決了復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，以便找到所謂（確定時期的一個函數(shù)）的一個步驟。 今天的計算機能夠解決同樣的問題只有通過反復(fù)循環(huán)。 同一年試驗，洛斯阿拉莫斯國家實驗室 研究人員已經(jīng)能夠建立一個7量子位量子計算機，采用核磁共振影響粒子在原子核中的分子跨巴豆流體（液體由四個碳原子和6個氫原子） 。 核磁共振用線的粒子雖然應(yīng)用電磁脈沖模仿位信息編碼過程的數(shù)字化電腦。

量子計算機的概念和工作原理是什么

4，量子計算機是什么

量子計算機，早先由理查德·費曼提出，一開始是從物理現(xiàn)象的模擬而來的?？伤l(fā)現(xiàn)當(dāng)模擬量子現(xiàn)象時，因為龐大的希爾伯特空間使資料量也變得龐大，一個完好的模擬所需的運算時間變得相當(dāng)可觀，甚至是不切實際的天文數(shù)字。理查德·費曼當(dāng)時就想到，如果用量子系統(tǒng)構(gòu)成的計算機來模擬量子現(xiàn)象，則運算時間可大幅度減少。量子計算機的概念從此誕生。量子計算機，或推而廣之——量子資訊科學(xué)，在1980年代多處于理論推導(dǎo)等紙上談兵狀態(tài)。一直到1994年彼得·秀爾（Peter Shor）提出量子質(zhì)因子分解算法[2]后，因其對于通行于銀行及網(wǎng)絡(luò)等處的RSA加密算法可以破解而構(gòu)成威脅之后，量子計算機變成了熱門的話題。除了理論之外，也有不少學(xué)者著力于利用各種量子系統(tǒng)來實現(xiàn)量子計算機。
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量子計算機（quantum computer）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。2014年1月3日，美國國家安全局（NSA）斥資8千萬美元研發(fā)用于破解加密技術(shù)的量子計算機。

5，什么是量子計算

量子計算 (quantum computation) 的概念最早由IBM的科學(xué)家R. Landauer及C. Bennett于70年代提出。他們主要探討的是計算過程中諸如自由能(free energy)、信息(informations)與可逆性(reversibility)之間的關(guān)系。80年代初期，阿崗國家實驗室的P. Benioff首先提出二能階的量子系統(tǒng)可以用來仿真數(shù)字計算；稍后費因曼也對這個問題產(chǎn)生興趣而著手研究，并在1981年于麻省理工學(xué)院舉行的First Conference on Physics of Computation中給了一場演講，勾勒出以量子現(xiàn)象實現(xiàn)計算的愿景。1985年，牛津大學(xué)的D. Deutsch提出量子圖林機(quantum Turing machine)的概念，量子計算才開始具備了數(shù)學(xué)的基本型式。然而上述的量子計算研究多半局限于探討計算的物理本質(zhì)，還停留在相當(dāng)抽象的層次，尚未進(jìn)一步跨入發(fā)展算法的階段。 1994年，貝爾實驗室的應(yīng)用數(shù)學(xué)家P. Shor指出 [3]，相對于傳統(tǒng)電子計算器，利用量子計算可以在更短的時間內(nèi)將一個很大的整數(shù)分解成質(zhì)因子的乘積。這個結(jié)論開啟量子計算的一個新階段：有別于傳統(tǒng)計算法則的量子算法(quantum algorithm)確實有其實用性，絕非科學(xué)家口袋中的戲法。自此之后，新的量子算法陸續(xù)的被提出來，而物理學(xué)家接下來所面臨的重要的課題之一，就是如何去建造一部真正的量子計算器，來執(zhí)行這些量子算法。許多量子系統(tǒng)都曾被點名做為量子計算器的基礎(chǔ)架構(gòu)，例如光子的偏振(photon polarization)、空腔量子電動力學(xué)(cavity quantum electrodynamics, CQED)、離子阱(ion trap)以及核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)等等。以目前的技術(shù)來看，這其中以離子阱與核磁共振最具可行性。事實上，核磁共振已經(jīng)在這場競賽中先馳得點：以I. Chuang為首的IBM研究團(tuán)隊在2002年的春天，成功地在一個人工合成的分子中(內(nèi)含7個量子位)利用NMR完成N =15的因子分解(factorization)

6，量子通訊是如何進(jìn)行的和量子計算機是怎么一回事

量子通訊是利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通訊方式。量子離物傳態(tài)(又稱量子隱形傳態(tài)）是這種新型的通訊方式的原理演示。由于量子糾纏代表的關(guān)聯(lián)依賴于對兩個糾纏的粒子之一測量什么，直接通過量子糾纏不能傳遞物體的全部信息。但是，我們卻可以設(shè)想這樣的量子通訊過程：將某物體待傳遞量子態(tài)的信息分成經(jīng)典和量子兩個部分，它們分別經(jīng)由經(jīng)典通道和量子通道傳送給接收者。經(jīng)典信息是發(fā)送者對原物進(jìn)行某種測量而提取的，量子信息是發(fā)送者在測量中未提取的大量信息；接收者在獲得這兩種信息后，就可以制備出原來量子態(tài)的完全復(fù)制品。該過程中傳送的僅僅是該物體的量子態(tài)，而不是該物體本身。發(fā)送者甚至可以對這個待傳量子態(tài)一無所知，而接收者則能將他持有的粒子處于原物體的量子態(tài)上。利用這種量子糾纏特性，Bennet和其他5位來自不同國家的科學(xué)家等在1993年提出了演示這種量子通訊的量子離物傳態(tài)（Teleportation）方案：通過在經(jīng)典信道中送2個比特的信息破壞空間某點的量子態(tài)，可以在空間不同點制備出一個相同的量子態(tài). 要指出的是，通常的離物傳態(tài)（Teleportation）描述了這樣一種奇妙的、有點象科幻小說的場景：某人突然消失掉，而在遠(yuǎn)處莫明其妙地顯現(xiàn)出來。 Bennet等人的量子離物傳態(tài)方案具體描述如下：設(shè)想Bob要將他持有的粒子B的未知量子態(tài)|u>=a|0>+b|1> 傳給遠(yuǎn)方的持有粒子A 的Alice. 他可以操控他持有的粒子B和由BBO型量子糾纏源分發(fā)給來的粒子S。由于量子糾纏源產(chǎn)生了粒子A和粒子S的量子糾纏態(tài)|ERP>, Bob對粒子B和粒子S的聯(lián)合測量結(jié)果（依賴于對A和S的4個Bell基的區(qū)分），會導(dǎo)致Alice持有的粒子A塌縮到一個與|u>相聯(lián)系的狀態(tài)|u>=W|u> 上, 其中幺正變換W 完全由Bob對粒子A和粒子S的聯(lián)合測量結(jié)果的2個比特經(jīng)典信息決定，而與待傳的未知量子態(tài)無關(guān)。 Bob將即己測到的結(jié)果，通過經(jīng)典通道（打電話、發(fā)傳真或 e-mail等）告訴Alice。遠(yuǎn)方的Alice 就知道粒子A已經(jīng)塌縮到|u>上.選取合適的么正變換W+ , Alice便可以將粒子A制備在|u>上了。量子計算機從原理上講, 經(jīng)典計算可以被描述為對輸入信號序列按一定算法進(jìn)行變換(邏輯門操作)的物理過程?；诮?jīng)典比特的非0即1的確定特征，經(jīng)典算法是通過經(jīng)典計算機(或經(jīng)典圖靈機)的內(nèi)部邏輯電路加以實現(xiàn)的.而量子計算，則是基于量子比特的既 |0> 又 |1>相干疊加特征，對可由量子疊加態(tài)描述的輸入信號,根據(jù)量子的算法要求，進(jìn)行叫做“量子邏輯門操作”的幺正變換. 這是一個被人為控制的、以輸入態(tài)為初態(tài)的量子物理演化過程。對末態(tài)— 輸出態(tài)進(jìn)行量子測量，給出量子計算的結(jié)果. 顧名思義，所謂的量子計算機(quantum computer) 就是實現(xiàn)這種量子計算過程的機器。量子計算機的概念最早源于二十世紀(jì)六、七十年代對克服能耗問題的可逆計算機的研究.計算機芯片的發(fā)熱，影響芯片的集成度，從而大大限制了計算機的運行速度. Landauer 關(guān)于“能耗產(chǎn)生于計算過程中的不可逆操作”的發(fā)現(xiàn)表明，雖然物理原理并沒有限制能耗的下限，但必須將不可逆操作改造為可逆操作，才能大大提高芯片的集成度。直觀地說，當(dāng)電路集成密度很大時，Δx很小時，Δp就會很大，電子不再被束縛，就會出現(xiàn)量子物理所描述的量子干涉效應(yīng)，從而破壞傳統(tǒng)計算機芯片的功能。對于現(xiàn)有的傳統(tǒng)計算機技術(shù)，量子力學(xué)的限制似乎是一個不可逾越的障礙。只有量子力學(xué)中的幺正變換，才能真正地實現(xiàn)可逆操作。從理論觀念的角度講，量子計算的想法與美國著名物理學(xué)家R. Feynman “不可能用傳統(tǒng)計算機全面模擬量子力學(xué)過程”的看法直接相關(guān)。在此基礎(chǔ)上，1985年，英國牛津大學(xué)的D. Deutsch初步闡述了量子圖靈機的概念，并且指出了量子圖靈機可能比經(jīng)典圖靈機具有更強大的功能。1995年，Shor提出了大數(shù)因子化量子算法,并有其他人演示了量子計算在冷卻離子系統(tǒng)中實現(xiàn)的可能性，量子計算機的研究才變成物理學(xué)家、計算機專家和數(shù)學(xué)家共同關(guān)心的交叉領(lǐng)域研究課題。量子并行性是量子計算的關(guān)鍵所在。顯而易見，描述有2個比特的量子計算機,需要4個系數(shù)數(shù)字；描述n個量子比特的量子計算機就需要2n個系數(shù)數(shù)字。例如，如果n等于50，那就需要大約1015個數(shù)來描述量子計算機的所有可能狀態(tài)。雖然n增大時所有可能狀態(tài)的數(shù)目將迅速變成一個很大的集合，但由于態(tài)疊加原理，量子計算機操作—幺正變換能夠?qū)μ幱诏B加態(tài)的所有分量同時進(jìn)行。這就是所謂的量子并行性。由于這一奇妙的內(nèi)稟并行性，一臺量子計算機僅僅靠一個處理器就能夠很自然地同時進(jìn)行非常多的運算。典型的量子計算有Shor的大數(shù)因子化和Grover的數(shù)據(jù)庫量子搜索。
利用量子糾纏 就是這邊一個量子比如是上旋的 那邊是下旋的 那么當(dāng)這邊的量子狀態(tài)變成下旋時那邊就立即變成上旋這樣就可以通行了 不過至于為什么可以這樣目前理論無法解釋
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