睡不着,向大家简单科普一下量子计算

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OGWILLS

2020-11-30T17:20:41+00:00

丑化说前头,本人目前只是研究生,非常欢迎大佬指正

先和普通计算机比较吧。
普通计算机里,一个比特的状态只能是0或者1,大家都清楚。但根据态叠加原理,在量子计算机里,一个比特可以是0和1的任意叠加态。比如,他可能是这样的一个叠加态:40%的可能是0,60%的可能是1(薛定谔的猫听过吧,猫就处于生与死的叠加态)[s:ac:goodjob][s:ac:goodjob]
所以呢,理所应当的,量子计算机的计算能力会远超普通计算机(这里其实还有一个相位的自由度)

从这里就能看出来,量子计算机最底层的东西已经和普通计算机不同了,所以它原则上就不去干现在计算机干的活(比如什么比特币...跑显卡...,跟他们都没有关系)[s:ac:哭笑][s:ac:哭笑]

再说说物理实现的事,怎么实现量子计算机呢?
先说普通计算机,只要我能定义0和1,还有逻辑门(与门,非门,或门),我就可以说这是计算机(比如三体里的人海式计算机,你能说他不是计算机吗)[s:ac:闪光][s:ac:闪光]

同样的,在量子里,只要我能做出来0和1,以及它们的叠加状态,还有量子门(这个门就有非常多种了),理论上就能做出来量子计算机啦
所以,目前有很多种方法,比如超导(谷歌的),量子点,自旋,光子(这方面科大是领先地位)。他们定义0和1的方法都不同,自然也各有优缺点[s:ac:[s:ac:上][s:ac:上]擦汗][s:ac:擦汗]

现阶段大家都是在不同的跑道上,目前超导和光量子是走的比较远的(别人也有可能弯道超车呀), 只是考虑到量子系统自身的一些缺陷(退相干),一般都认为超导系统最有希望[s:ac:上][s:ac:上]

不知不觉敲了好多字....好困...希望能帮到一些有兴趣的人吧

再重复一遍,欢迎大佬指正错误,改正错误也是提升自己理解的好机会嘛[s:ac:goodjob][s:ac:goodjob]
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Randy

可以科普一下量子计算机的benchmark吗?总看报道说多少倍的。
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ndcb3yoda

新出的九章量子计算机到底是世界什么水准?
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gabriel_gts28

说的太简单了,为什么他这么快?还有多少个量子是什么意思?
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PotatoSasha

讲挺好的支持楼主,还有心得可以多多分享[s:ac:羡慕]
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Leba

2018年我听别人讲,每个量子就是一个变量,比如5qbit就是一次能解5个未知数的方程
而且量子牛逼在于,一般计算机要xjb试,量子一观测就直接出5个qbit的结果了,所以算这种5未知数贼快
[s:ac:呆]大概是被谁科普错了
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GiveawayBot

战术马克[s:ac:哭笑]
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Pablo5759

我拿几个骰盅,每个里放一个骰子,摇一摇也是随机的。为什么不能用来计算,非要用昂贵复杂的设备控制量子去才能计算?
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Darth Monke

虽然是科普,但是说得很笼统,一般人的都了解。
但是很多人不知道的的才是科普,比如量子计算机是具体用什么算法计算的,具体靠什么来实现的,和传统的二进制有什么区别?
如何做到叠加态?量子计算出的结果可以转化成我们能够识别的结果吗?还是现在只能单单用特殊的算法来计算特殊公式?
这方面我觉得妈咪说做的不错,人家以前直接写出证明步骤,以及具体的实验步骤。
比如我是看了他的视频才知道真正的单光子双缝干涉实验到底是什么。
根本不是自媒体和各种科普文说的什么观察便干涉,不观察就不会干涉,说的玄乎一样。
因为根本不存在一个摄像头观看光子,是自媒体脑补成有一个摄像头。
量子力学确实是很奥秘,但不要让大家脑补成唯心主义。
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Ethway

这东西要讲起来其实挺难讲的,讲个大方向吧。
大致情况是这样,为什么要发展量子计算机?因为通过量子特性可以获得一种算法用于破解当前我们用的加密方式(RSA),让其完全失效,光这一个功能就非常强大了,谁先搞出来谁就可以让别人的加密无效化了。另一方面,我们也不知道会不会有谁能又找出一种基于量子特性的算法用于做某个特定事情,所以我们必须要先发展出量子计算机,这样以保证一旦又新算法出来我们也能马上用上。

有点类似于我们发明显卡是为了同时进行一大堆简单操作来显示每个像素点,光这一个显示功能就比让CPU对一个个像素进行计算效率高多了,这也就是显卡的作用。另一方面,现在深度学习之类的有大量矩阵运算的需求,结果显卡又有了新的作用就是用于深度学习了。

其实具体实现方式没必要太多在意,什么纠缠叠加不了解其实也无所谓的,很多时候只是因为这玩意听着很高大上所以大家都特别喜欢甩各种名词,但就像现在的电子计算机,除了搞硬件的其他人也没必要去管到底是怎么通过实现控制高低电位变成0和1的呀[s:ac:哭笑]
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loocy

[quote][pid=473802584,24485067,1]Reply[/pid] Post by [uid=38497594]良辰美景在脚边[/uid] (2020-12-05 02:18):

我拿几个骰盅,每个里放一个骰子,摇一摇也是随机的。为什么不能用来计算,非要用昂贵复杂的设备控制量子才能计算?[/quote]你能每秒摇10的40次方次骰子,你也能去计算