首页 » 部落格 » 量子物理学如何促进计算机的使用?

量子物理学如何促进计算机的使用?

想象一下,当您正在享用一杯咖啡时,您的计算机正在以极快的速度运行并进行极其复杂的计算,光是想想它们就让您头晕目眩。 由潘彦伟和陆朝阳领导的一组中国研究中心根据公元前 1000 年编写的实用数学手册创建了一个名为“九章”的量子系统。在1、2世纪的中国——谁能在200秒内解决极其复杂的计算;该阶段于12月18日由《科学》 杂志发表。解决同样的问题,普通超级计算机需要25亿年!我们可以在喝咖啡的同时观察从细菌到人类的进化。

这个时间代表了地球年龄

的一半。因此,效率提高了 1414 倍。 中国项目正 德国电报手机号码列表 在进行的计算是为了证明量子系统的力量,对应于基本粒子物理学中被称为“玻色子采样”的问题。他们创建的这个开创性的量子系统的特点是它的量子位是光子并且在室温下运行。相比之下,谷歌在 2019 年推出了 53 量子位 Sycamore 量子计算机,与 Zinc 量子系统不同,它是可编程的,但必须在 -273.15 °C 的绝对零温度下运行,尽管 Zinc 量子系统不可编程且可执行。

只有一些具体的计算

如果问题足够相关,是可能的专门改造一下来解决。这个中国项目展示了光子学在构建量子计算机方面的实用性,并刺激了这一领域的研究。 要了解量子技术的巨大潜力,想象一下量子比特非常重要。 首先,让我们回顾一下位是如何定义的。位(二进制数字)是计算机科学和信息论中使用的最小信息单位。一个位只能有两种互斥的状态,通常用 0 和 1 表示。 量子力学的发展使我们能够定义一种新的信息单位:qubit——量子比特——。

量子位的可能状态是遵

循狄拉克表示法的 |0⟩ 和 |1⟩,这是量子力学中状态的标准表示法,类似于经典位的状态 0 和 1。量子位和位之间的区别在于,量子位是两种状态的线性组合 – |0⟩ 和 |1⟩,这一事实称为叠加。 |ψ⟩ = α |0⟩ + β |1⟩ 系数 α 和 β 是复数 (α, β ε ℂ),决定进行测量时获得状态 |0⟩ 和 |1⟩ 的概率。因此,当我们测量一个量子位时,我们以 – |α|2 的概率得到 0 的值,以 – |β|2 的概率得到 1 的值。

由于所有可能状态对应的概

德国电报手机号码列表

率之和始终为 1,因此我们得 有用的内容系统和有用内容的创建 到以 下关系 |α|2 + |β|2 = 1。 图 1. 经典位与布洛赫球体(1 个量子位的表示)相比的图形表示。 当我们拥有超过 1 个量子位时,量子位引入的状态叠加就会扩展。所以我们得到: 1 位可以是 0或1,1 kbit 是 0和1 的重叠。 2个比特可以是00、01、10或11,2个量子比特表示00、01、10和11的重叠。 3 个比特可以是 000、001、010、011、100、101、110 或 111,3 个量子比特表示 000、001、010、011、100、101、110 和 重叠。

依此类推..因此具有

N 个量子位的量子系统同时表示 2 N 个状态。 图 2. 经典位 俄罗斯号码列表 表示与量子位表示。 因此,一方面,经典系统根据逻辑类型(布尔)的逻辑工作,并在 N 位上顺序操作,而另一方面,量子系统遵循允许在 2N 状态上并行操作的量子逻辑。 就像经典系统使用众所周知的逻辑门(AND、OR、XOR、NOT)一样,量子系统也由量子门控制。量子门以量子力学为特征,最有趣的特征之一是,与经典系统中的逻辑门不同,它们是可逆的。

 

滚动至顶部