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快速了解量子计算机

HarryUp 招标分析 2019-12-27

9月份,谷歌在NASA官网上发表了一篇论文,宣布“量子霸权”实现了。据该论文表示,该设备用3分钟的时间就完成了一项专业的高难度技术性运算,而这一运算如果交给一台普通的计算机去做,则需要花费1万年的时间才能完成。

一时间全球沸沸扬扬,美国民主党的总统参选人杨安泽,用推特转发,并且配文:“这是件大事,别的不说,现在的密码都不安全了”。

很多人都觉“量子”距离我们还很远,其实已经来到了我们身边。2019年11月份,海南省大数据管理局发布的项目“海南省购买信息化服务量子保密通信服务”,由海南国科量子通信网络有限公司中标,中标金额2694万元,此项目于12月25日发布了签订合同公告。

那么什么是量子计算呢?为什么能达到如此恐怖的计算速度?

它的第一个特性叫“薛定谔的猫”。传统的计算机是用比特来存储信息的,一个比特可以设置为0或1,网上一大堆0101的高科技图也是基于这个原因。量子计算机却不是用比特来存储信息的,而是用量子比特。

传统的计算机是由电子逻辑门构成的,比如4个比特位,可以通过与或门的运算生成确定的16种结果(0000,0001~1111)之一。

量子比特,只有在观测的一刻,才能坍缩成具体的一种状态(可以参考“薛定谔的猫”)。也就是说,4个量子比特位,可以同时工作在16种状态上。4个量子比特位的计算机相当于16台4个比特位的传统计算机并行。所以,量子计算机具有天生的并行优势,它在一些并行的计算场景上,能力是远超过传统计算机的。

它的第二个特性叫做“量子纠缠”。在同一特殊反应中能够生成两个且只有两个相互纠缠的量子,这两个量子如孪生一般,对其中一个发生作用,另外一个会同时做出相同的变化。


而且,这两个量子无论相距多远,哪怕是银河系的两端,也不能阻碍他们同时发生变化。这不就能实现超光速的信息传递了?很遗憾的是,不能!目前所谓的量子通信,并不是使用量子纠缠的特性去做信息传递,只是完成了一个理论上不可破解的加密。所以更合理的称呼应该是量子加密通信。


到2019年,除了谷歌声称实现的“量子霸权”外,IBM、微软、亚马逊公司等纷纷入局,我国也在量子计算机领域有极大突破,所完成的量子计算机,复杂度相当于48个量子比特,逼近谷歌公布的53个量子比特。

目前,IBM已经推出了线上的量子计算机服务,感兴趣的朋友可以登录试用-IBM Q Experience


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