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量子计算机的基本组成电路:德国科学家率先研发出

量子计算机的基本组成电路:德国科学家率先研发出德国科学家认为新结果主要是对复杂性理论的贡献。他们认为:研究结果表明量子信息处理确实提供了便捷,而不必依赖未经证实的复杂性理论猜想。除此之外,该研究为量子计算机奠基了新的里程碑。由于其结构简单,新研发量子电路将使各种量子算法的实现变得可能!其实在德国科学家之前,人们只是在理论上预测量子计算机比电子计算机运算能力强,但是还没有确凿的证据证明量子计算机的优势,尽管有证据表明量子计算机确实强。但我们既没有得到完全证实也没有经过实验证明。比如Shor的量子算法,它有效地解决了素因子分解的问题。然而,若没有量子计算机的硬件作为载体,这个算法就是白搭,仅仅只会沦为一个猜想而已。其实在量子计算是哪个,老牌工业国德国也是下了血本,德国政府每年的加大补贴额度。我们都知道量子计算机很厉害,这是因为量子算法。我们对量子计算机的憧憬大都来自理论算法上。而我们知道传统的电脑必须需要软硬件结合。我们还没有成熟的技术制

自从电子计算机普及以来便掀起了第三次科技革命的高潮。互联网,电子商务,大数据等等新兴技术全都依赖于计算机。如今人们已经把电子计算机的替代物构思出来了,那就是量子计算机。但是数十年来,量子计算机仅仅是一个美好的预期,在商业化的道路上遇到了前所未有的困难。而最近德国科学家也开始解决量子计算中的硬件问题。

量子计算机为什么要比传统的电子计算机快?

传统的电子计算机遵守经典物理学的规律。它们依赖于二进制数0和1。0和1是电脑的基础字符,这些数字被存储到电脑中并用于数学运算。在传统的存储器单元中,每个位即最小的信息单元同一时间只能被单一的微电路运行。这些微电路中的每一个都可以保持电荷,0和1控制了电荷才达到控制硬件的效果。

量子计算机的基本组成电路:德国科学家率先研发出(1)

但在在量子计算机中,一个位可以同时为0和1。这是因为量子物理定律允许电子同时在多个位置纠缠。因此,量子比特或量子比特存在于多个重叠状态中。这种所谓的叠加允许量子计算机一次性对许多值执行操作,而传统计算机一次只能执行一次指令。和相当单车道和多车道的客流量对比。量子计算的前景在于能够更快地解决某些问题。

从幻想量子计算到一步步实现

量子计算很可能引起新的科技革命。不管是大数据,科研通信还是人工智能都需要极强运算能力的计算机,而现在的电子计算机已经无法满足最前沿科学研究的需要了。我们需要找到新的计算方式作为突破口。前有IBM的量子计算机,后有中国的量子计算机。不过这些还完全处于实验室,商业化的道路还很遥远!

其实在量子计算是哪个,老牌工业国德国也是下了血本,德国政府每年的加大补贴额度。我们都知道量子计算机很厉害,这是因为量子算法。我们对量子计算机的憧憬大都来自理论算法上。而我们知道传统的电脑必须需要软硬件结合。我们还没有成熟的技术制造适合量子算法的硬件。所以量子计算多么牛逼,仅仅只是理论上的,因为我们还完全没有一台可以供量子算法运行的量子硬件。对量子计算机的硬件问题的解决必然就落到最基础的元器件上,这就是电路。我们现在用的电脑硬件依靠电子电路,而量子计算需要的是量子电路。

量子计算机的基本组成电路:德国科学家率先研发出(2)

而就在最近,德国慕尼黑工业大学量子系统理论教授RobertKönig与滑铁卢大学量子计算研究所的David Gosset和IBM的Sergey Bravyi合作研发出来一种能够解决特定“困难”代数问题的量子电路。

其实新电路结构还是比较简单的:它只需对每个量子位执行固定数量的操作。这种电路被称为具有固定的深度。研究人员发现:使用经典的恒定深度电路无法解决手头的问题。他们进一步回答了为什么量子算法超过了任何经典电路的问题:因为量子算法利用了量子物理学的非局域性。

其实在德国科学家之前,人们只是在理论上预测量子计算机比电子计算机运算能力强,但是还没有确凿的证据证明量子计算机的优势,尽管有证据表明量子计算机确实强。但我们既没有得到完全证实也没有经过实验证明。比如Shor的量子算法,它有效地解决了素因子分解的问题。然而,若没有量子计算机的硬件作为载体,这个算法就是白搭,仅仅只会沦为一个猜想而已。

量子计算机的基本组成电路:德国科学家率先研发出(3)

在量子计算之路上更近一步

德国科学家认为新结果主要是对复杂性理论的贡献。他们认为:研究结果表明量子信息处理确实提供了便捷,而不必依赖未经证实的复杂性理论猜想。除此之外,该研究为量子计算机奠基了新的里程碑。由于其结构简单,新研发量子电路将使各种量子算法的实现变得可能!

我们普通人距离真正用到量子计算机又近了一步!

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