我們将與科技談話者讨論量子計算。

首先，量子計算機何以成為量子計算機。我将讓科技談話者來解釋一下。

科技談話者：它指的是量子……咄！好吧，但說真的，普通計算機使用儲存在晶體管中的二進制數字（1和0）處理數據。它使用二進制數字來執行指令、儲存圖片、播放音樂、查看Facebook，做幾乎所有你能想到的事情。量子計算機以量子比特或者說量子二進制數字的形式儲存數據。量子比特很難捉摸，因為既可能是0，1，也有可能二者皆有。

量子計算讓編程和數學領域出現一些振奮人心的事情成為可能。

量子二進制數字或者量子比特之所以表現為這樣是因為一種叫作态疊加的原理。态疊加原理是量子計算背後的核心法則。我們在讨論态疊加時，通常會用到電子這一例子。電子具有自旋的特性，旋轉的方向既可能是向上也可能向下。然而，根據量子力學理論，電子不僅能向上或向下旋轉，它還具有一種綜合兩種狀态而任意線性組合的旋轉形式。線性組合意味着它可以同時具有向上旋轉的狀态也有向下旋轉的狀态。

奇怪之處在于，當一個觀察員看到電子向上旋轉的時候，另一個觀察員可能會看到電子向下旋轉。即使兩個觀察員精确地在同一時刻觀察電子，這些觀測差異仍然存在——這一事實意味着在量子力學中，我們認為電子同時具有這些旋轉形式。我們将其稱之為屬性态疊加。

這對量子力學意義重大，因為正如科技談話者所言，普通計算機使用一個位（1或0）來處理數據，所以一台8位計算機能在任何給定的時間處理1至256種狀态中的任意一種。而利用态疊加狀态的量子計算機則可以同時處理256種狀态。這意味着，對某種（盡管不是全部）算法而言，量子計算機将帶來計算能力的巨大飛躍。

正如一台常規計算機通過各種各樣的方式（例如在硬盤、DVD和内存芯片上存儲二進制數字的不同方式）代表一個常規的位一樣，一個量子比特也能通過不同的東西來代表。如我所提到的，電子、光子和原子核都是很好的量子比特。事實上，任何具有量子特性的物體都可以用作量子比特。這裡你能看到一個完整的清單。

量子糾纏告訴我們，兩個粒子互相聯接時，如果你弄清其中一個粒子的狀态，你馬上就能知道另一個粒子的狀态。

科技談話者：量子計算機通過态疊加的分解進行一些有趣的計算，這些計算普通計算機很難完成。例如，普通計算機很難找出質數的因子，所以幾乎所有的密碼術都會用到某種形式的大型質數或者單向函數，以此保護數據安全。

目前，因為每個量子比特能同時以所有狀态存在，你可能好奇這些東西是如何儲存信息的。為了實現儲存，我們需要利用量子理論的另一個特性——量子糾纏。

量子糾纏告訴我們，兩個粒子互相聯接時，如果你測量其中一個粒子的狀态，你立刻也能知道另一個粒子的狀态，不管這兩個粒子距離多麼遙遠。這在量子計算中有幾個影響，其中最重要的影響之一就是它能讓我們把量子計算機的量子比特纏繞起來，這樣，一旦我們知道其中一個的狀态，我們就能知道其他所有量子的狀态。

因此遵循着這兩條法則，量子計算機能夠迅速地執行計算——極其迅速得計算那些過去被認為是不可能在合理的時間内解決的難題。例如，一台運用恰當算法的量子計算機可以相對輕易地破解牢固的密碼。因此我們離用量子計算機取代智能手機還有多遠？

科技談話者：現在還不必擔心。目前為止，我們的量子計算機還處于用幾個量子比特進行簡單計算的階段。然而，在将來，這将給科技帶來一些十分有趣的改變！

所以這就是量子計算。

如果你感到有些疑惑，别擔心。即使是在量子計算領域的重要科學家也發現，它無法僅靠直覺來領悟。尼爾斯·玻爾說：“那些第一次聽到量子理論而沒被震驚的人，可能還沒能理解它。”理查德·費曼說，“我可以很有把握地說還沒有人能理解量子力學。”

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. Richard- quickanddirtytips

如有相關内容侵權，請于三十日以内聯系作者删除

轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!