一、量子比特的物理特性
谷歌研发量子计算机,想要突破二进制算法,但是目前本质还是二进制,或许未来才有可能
![量子比特的物理特性](https://i01piccdn.sogoucdn.com/fb027d63afc8e5af?tjCTa.jpg)
二、量子计算机基本原理是什么,又长什么样
这东西现在还是傻大黑粗的原始形态,你估计也不想看见。
现在比最早的计算机艾尼亚克快10-100倍,根本没法用。
艾尼亚克是个三十吨的大家伙。
它的原理倒是比较简单,就是用光子代替了电子传输信息,用电子只有两种状态,高电平代表1,低电平代表0.用光子就好很多了,一个光子可以传递几个甚至几十个状态。
计算速度就从2^n变成了10^n或者100^n,同样的传输单位传达的信息和计算的信息增大多少应该很明显吧。
这种计算机的原理和算法已经研究很多年了,都是虚拟研究,现在才有了象点样的实物,应该会发展很快的。
![量子计算机基本原理是什么,又长什么样](https://i01piccdn.sogoucdn.com/25532a638cb773f3?lNKPu.jpg)
三、量子比特的基本特征
从物理上来说量子比特就是量子态,因此,量子比特具有量子态的属性。
由于量子态的独特量子属性,量子比特具有许多不同于经典比特的特征,这是量子信息科学的基本特征之一 。
![量子比特的基本特征](https://i03piccdn.sogoucdn.com/627cebb1722bb0ca?I2Uer.jpg)
四、量子比特的物理特性
量子计算机的物理结构是纠缠态原子自身的有序排列,量子比特在系统中表示状态记忆和纠缠态。
量子计算是通过对具有量子算法的量子比特系统进行初始化而实现的,这里的初始化指的是把系统制备成纠缠态的一些先进的物理过程。
在两态的量子力学系统中量子比特用量子态来描述,这个系统在形式上与复数范围内的二维矢量空间相同。
两态量子力学系统的例子是单光子的偏振,这里的两个状态分别是垂直偏振光和水平偏振光。
![量子比特的物理特性](https://i02piccdn.sogoucdn.com/9676627fef7d2135?mK4MS.jpg)
五、量子计算机不用二进制吗
谷歌研发量子计算机,想要突破二进制算法,但是目前本质还是二进制,或许未来才有可能
![量子计算机不用二进制吗](https://i04piccdn.sogoucdn.com/39d19a9896bf3085?eMwvY.jpg)
六、高达00中Veda是什么?
量子计算机 在00中,VEDA是量子级信息处理系统,也就是所谓的量子计算机。
量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。
当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。
量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。
研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。
以上差不多就能明白了....觉得麻烦下面忽略吧 20世纪60年代至70年代,人们发现能耗会导致计算机中的芯片发热,极大地影响了芯片的集成度,从而限制了计算机的运行速度。
研究发现,能耗来源于计算过程中的不可逆操作。
那么,是否计算过程必须要用不可逆操作才能完成呢?问题的答案是:所有经典计算机都可以找到一种对应的可逆计算机,而且不影响运算能力。
既然计算机中的每一步操作都可以改造为可逆操作,那么在量子力学中,它就可以用一个幺正变换来表示。
早期量子计算机,实际上是用量子力学语言描述的经典计算机,并没有用到量子力学的本质特性,如量子态的叠加性和相干性。
在经典计算机中,基本信息单位为比特,运算对象是各种比特序列。
与此类似,在量子计算机中,基本信息单位是量子比特,运算对象是量子比特序列。
所不同的是,量子比特序列不但可以处于各种正交态的叠加态上,而且还可以处于纠缠态上。
这些特殊的量子态,不仅提供了量子并行计算的可能,而且还将带来许多奇妙的性质。
与经典计算机不同,量子计算机可以做任意的幺正变换,在得到输出态后,进行测量得出计算结果。
因此,量子计算对经典计算作了极大的扩充,在数学形式上,经典计算可看作是一类特殊的量子计算。
量子计算机对每一个叠加分量进行变换,所有这些变换同时完成,并按一定的概率幅叠加起来,给出结果,这种计算称作量子并行计算。
除了进行并行计算外,量子计算机的另一重要用途是模拟量子系统,这项工作是经典计算机无法胜任的。
无论是量子并行计算还是量子模拟计算,本质上都是利用了量子相干性。
遗憾的是,在实际系统中量子相干性很难保持。
在量子计算机中,量子比特不是一个孤立的系统,它会与外部环境发生相互作用,导致量子相干性的衰减,即消相干。
因此,要使量子计算成为现实,一个核心问题就是克服消相干。
而量子编码是迄今发现的克服消相干最有效的方法。
主要的几种量子编码方案是:量子纠错码、量子避错码和量子防错码。
量子纠错码是经典纠错码的类比,是目前研究的最多的一类编码,其优点为适用范围广,缺点是效率不高。
迄今为止,世界上还没有真正意义上的量子计算机。
但是,世界各地的许多实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦想。
如何实现量子计算,方案并不少,问题是在实验上实现对微观量子态的操纵确实太困难了。
目前已经提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束缚离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。
现在还很难说哪一种方案更有前景,只是量子点方案和超导约瑟夫森结方案更适合集成化和小型化。
将来也许现有的方案都派不上用场,最后脱颖而出的是一种全新的设计,而这种新设计又是以某种新材料为基础,就像半导体材料对于电子计算机一样。
研究量子计算机的目的不是要用它来取代现有的计算机。
量子计算机使计算的概念焕然一新,这是量子计算机与其他计算机如光计算机和生物计算机等的不同之处。
量子计算机的作用远不止是解决一些经典计算机无法解决的问题
![高达00中Veda是什么?](https://i02piccdn.sogoucdn.com/66911c6f1a4782e0?wWvUI.jpg)
七、量子计算机运行原理?
就是用量子比特代替原来的普通比特。
从物理层面上来看,量子计算机不是基于普通的晶体管,而是使用自旋方向受控的粒子(比如质子核磁共振)或者偏振方向受控的光子(学校实验大多用这个)等等作为载体。
当然从理论上来看任何一个多能级系统都可以作为量子比特的载体。
从计算原理上来看,量子计算机的输入态既可以是离散的本征态(如传统的计算机一样),也可以是叠加态(几种不同状态的几率叠加),对信息的操作从传统的“和”,“或”,“与”等逻辑运算扩展到任何幺正变换,输出也可以是叠加态或某个本征态。
所以量子计算机会更加灵活,并能实现并行计算。
要解释细节的话有些麻烦, 给你些关键词可以去查:1. 量子态, quatum State ;
2. 量子叠加态, Quantum superposition3, 量子比特, Qubit4, 幺正变换 Unitary Transformation5, 量子逻辑, Quantum Logic6, 量子门, Quantum Gate (对应于传统的逻辑门,其实就是一些特殊的正变换)7, 量子算法, quantum Algorithm (当然量子计算机也能实现传统的算法)8, 然后关于从物理层面如何实现的最好从量子光学开始, 因为偏振的光子是最简单的。
![量子计算机运行原理?](https://i02piccdn.sogoucdn.com/042213e1f1047005?hOUTB.jpg)
参考文档
声明:本文来自网络,不代表【股识吧】立场,转载请注明出处:https://www.gupiaozhishiba.com/article/36575445.html