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量子力學原來是這樣搞出來的

生活 更新时间:2024-11-10 09:10:19

量子力學原來是這樣搞出來的?實在難以想象怎麼控制量子這種不穩定東西去參與計算這是量子計算機最難的地方,所以能做出來确實很神奇,現在小編就來說說關于量子力學原來是這樣搞出來的?下面内容希望能幫助到你,我們來一起看看吧!

量子力學原來是這樣搞出來的(科普一點量子力學知識)1

量子力學原來是這樣搞出來的

實在難以想象怎麼控制量子這種不穩定東西去參與計算。這是量子計算機最難的地方,所以能做出來确實很神奇。

九章量子計算機隻要花200秒就能處理好的事情,目前世界上最快的超級計算機 要計算6億年!………那要怎麼證明九章的計算結果是正确的呢?

很簡單,讓經典計算機順着計算一遍就行了。經典計算機是順着計算快,逆着計算慢。

有距離那個乘積因子,量子計算機計算出結果後,讓經典計算機計算這兩個數相乘是不是等于那個大數就知道結果對不對了。

順帶一提,九章量子計算機這次的計算結果,實際上是已經拿去神威超算做了驗證了,這個就是順着算一遍的意思。

這樣到超算去算一次的費用是40萬元。

非門其實不複雜,開關閉合時将用電器短路即可。因為短路的是用電器而非電源,所以并不會有什麼不良後果(當然,實際應用中都用MOS管)

另外,科普一點量子力學知識。

量子比特最重要的性質在于它處在“疊加态”(注意“疊加态”與“糾纏态”是兩個不同的概念),可以通過這樣的方式形象地理解:

想象一個平面直角坐标系,上面有原點,有x, y兩個坐标軸。在這個平面上,信息用過原點的直線表示。

一個經典比特隻有兩種可能的情況:直線與x軸重合,或與y軸重合。一個确定的經典比特能告訴接受者的信息是:真實情況是兩種可能情況中的哪一種,是重合于x軸還是重合于y軸。

一個量子比特有無窮種可能的情況:任意過原點的直線都是可能的。一個确定的量子比特能告訴接受者的信息是:真實情況是這無窮種可能情況中的哪一種,相當于告訴了這條直線的傾斜角。

于是我們看到:一個經典比特能給出的信息隻能是0或1;但一個量子比特卻能給出一個介于0到π之間的傾斜角θ,攜帶的信息遠多于經典比特。

但量子比特存在一個問題,就是它會坍縮,坍縮後就不是疊加态了。

量子比特被觀測時,它将從任意一條過原點的直線随機投影到x軸或y軸,投影到x軸的概率是cos²θ,投影到y軸的概率是sin²θ。

這個問題帶來的最直接的結果是,人無法真的觀測到這樣一條具有特定傾斜角的直線,而隻能看它坍縮後是投影到x軸還是投影到y軸。于是,人們會讓量子比特先在疊加态計算,計算完再觀測它,用上面的概率公式反推出量子比特的态。

為了避免觀測很多次才能用概率反推出結果,人們會設計特殊的算法,使計算結果為“是”時量子比特非常接近x軸,結果為“否”時非常接近y軸。

這樣若量子比特坍縮到x軸,就認為結果為“是”;若坍縮到y軸,就認為結果為“否”。

量子計算的難點在于保持量子比特計算時處于疊加态,這樣計算才有量子的高效率,也隻有這種情況下計算結果才是正确的。

量子比特可能因為某些未排除的幹擾而坍縮,這時就需要引入糾錯碼。

例如Alice要将她的電話号碼告訴Bob,假設Alice的電話是12345678,Alice報完電話号碼後告訴Bob:将我的電話号碼的每一位加起來,得到的數字的尾數是6。

如果Bob收到的信息受到幹擾,他收到了12345679,每一位相加算出來是37,尾數是7≠6,他就知道自己的信息出錯了。這裡6就是一個糾錯碼。糾錯碼的詳細内容不在我的專業範圍内,我就不展開了。

“糾纏态”則是另一碼事,它描述的是多個量子比特的情況,數學基礎較複雜,時間關系,這裡就不介紹了。

That is all.

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