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量子计算机算力有多强?可能是无数平行宇宙中的计算机在同时计算
来源:互联网   发布日期:2019-02-15 09:23   浏览:10384次  值班编辑QQ:点击这里给我发消息

说起量子计算机,很多人可能听过,这个是当前比较流行的一个词汇。然而在上个世纪,就已经提出了量子计算机的基本原理。既然名字里有量子的名字,那么这个计算机到底跟量子力学有没有关系呢?我们在生活中看到类似的词汇基本分为两种情况:1)打着量子的旗号
 

说起量子计算机,很多人可能听过,这个是当前比较流行的一个词汇。然而在上个世纪,就已经提出了量子计算机的基本原理。既然名字里有“量子”的名字,那么这个计算机到底跟量子力学有没有关系呢?我们在生活中看到类似的词汇基本分为两种情况:1)打着“量子”的旗号做的“伪科学”产品,什么量子运动鞋啊等等等等,本质属于诈骗;2)虽然不是诈骗,但往往只是打“擦边球”,本质与量子力学丝毫无关。那么量子计算机的原理到底跟量子力学有关吗?

量子计算机实物

原理

目前的计算机又被称为图灵计算机,即二进制计算机。所有的指令最后都转化为二进制的0或者1,而0或者1就代表着电路的通和断,无数个电路通断就完成了计算机的运行。

图灵及他的计算机

而量子力学中,存在量子纠缠,一个正转的电子和一个反转的电子存在鬼魅般的连接。一个改变时,另一个就会相应改变。早在上个世纪,就有人发现正传和反转完全可以当做图灵计算机中的0和1,完全可以使用这个特性开发一个量子计算机!但是这个总得有优势吧?不然干嘛不用电子计算机呢?

优势

量子计算机最大的优势刚好就是它的原理。半导体的晶体管永远只能表示1和0两种状态,但是量子是可以处以叠加态的(薛定谔的猫就是出于既是死又是生的叠加态),所以一个量子不仅能表示0或1,还可以表示0和1的叠加!他能同时记录0和1,而不像传统计算机只能记录0或1。这个被称为“量子比特”,最简单的理解就是假如一台电子计算机一次能计算10个bit位,即十位二进制,而量子计算机能一次计算2的十次方个这样的数!

这个提高是十分可怕的,而且呈现的是指数性的提高,可以瞬间增加计算机的算力。

量子计算机强大算力的多世界解释

量子计算机这么神奇的强大算力能不能用量子力学的多世界理论解释呢?有一种解释是它利用了多个平行宇宙,把计算放在了多个平行宇宙中同时进行,然后通过某些途径汇总结果!这个解释的理由是,在1994年彼得·肖(任职贝尔实验室)提出了量子电脑演算法分解大数(详情可百度),并在2001年被IBM以7个量子比特成功分解了15=3✖️5。虽然很简单,但却的确是迈出了关键的第一步。然而彼得·肖的演算法在分解很多位的大数时,能够同时进行10的上百次方个计算,而目前已知的宇宙粒子数的估值却还没达到10的上百次方。

所以有人认为是这其实也反向说明多世界宇宙的确存在,不然无处可找这么高的算力,这么多的粒子!肯定是10的上百次方个宇宙同时在计算!

当然最后我们还是收回想象,量子计算机的计算原理所依赖的是量子论的基本方程,这些方程是建立在坚实的数学基础上的。作为一个依赖着坚实的量子理论为基础的计算机,目前各国都在大力发展,相信有朝一日会民用化!

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