什么是量子计算?
什么是量子计算?
量子计算是与我们都知道的经典计算(我们目前每天使用的计算机和其他设备)不同的范式。量子计算是基于使用量子力学定律,这意味着一个粒子可以同时处于两种状态。
量子计算是如何诞生的?
产生量子计算的想法是因为制造更小的微芯片变得越来越困难,这可能会导致未来无法继续缩小这些微芯片的尺寸,因此经典计算最终会达到极限。因此,有必要发现能够克服这一限制的新技术。
量子计算是如何工作的?
综上所述,量子计算是基于 qbits 的使用,而不是经典计算使用的比特。和bit一样,一个qbit可以获取1和0的值,但是利用量子力学定律,它可以同时获取这两个值(1和20%可以是80% a 0) 这开启了应用无法应用于位的逻辑操作的可能性。
量子计算有什么用?
与经典相比,量子计算有几个优点,其中计算能力更强,能耗更低。这为解决迄今为止使用经典计算难以解决的问题打开了大门。使用传统系统来找到问题的最佳解决方案,有必要测试所有可能的解决方案,但是,使用量子计算,这将不是必需的。能够同时处于多个状态,量子系统将能够同时测试这些解决方案,从而能够在更短的时间内解决问题。这可以让在其他领域取得重大进展 ,例如人工智能 和深度学习 ,因为它可以创建更复杂和有效的模型,或者用于研究粒子之间的相互作用,从而可以创建新材料。
目前状态如何?
量子计算领域几乎没有进步,然而,近年来,一些科技公司已经开始对该领域进行研究。 IBM 已宣布将出售第一台用于商业用途的量子计算机。几天前 Google 宣布它已经在《自然》杂志上达到了量子霸权,它在几分钟内执行了传统计算机需要数年才能完成的程序。尽管尚不清楚它在多大程度上是真实的,尽管可能需要数年时间才能完成开发并取得真正复杂问题的成果,但可以清楚的是,量子计算带来了重要的进步,尽管目前还不能用来解决复杂的问题问题,可用于较小的情况,可以取得比经典计算更好的结果。
量子计算的未来是什么?
今天,量子计算具有重要的局限性。每个 qbit 都需要完全隔离,至少有一个电缆连接专属于它,并且需要保持在非常低的温度下。目前,谷歌和 IBM 提出的模型大约有 53 个 qbits。据估计,一台量子计算机要破解当前的加密系统,需要1亿个qbits,因此距离解决真正复杂的问题还有很长的路要走。该领域的下一步将是改进它们工作的当前设计,并增加量子计算机可以使用的 qbit 数量。
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