量子计算机和量子有什么关系?用到量子的技术,是仿照还是真有量子在计算机里面?

乐鸦


电子计算机也并不是说电子本身参与计算。他是由二极管通过通电和断电表示01再通过逻辑门计算。同样量子计算机也不是量子本身会参与计算,他只是利用到了量子领域的量子叠加态和量子纠缠。你可以把我们现在能够实现纠缠的量子数量简单的想象成传统计算机中的二极管。

关于是否用到量子技术,我不知道你理解里的量子技术是什么样的。其实量子物理和传统物理的关系有点像经典力学和相对论之间的关系。当速度比较小时,我们用经典物理学可以解释所有物体的运动规律。但当速度比较大时,质量本身已经不再是恒定量,经典物理学就不适用了。量子物理学和经典物理学的关系同样如此。当物体比较大时,我们并不需要考虑物体当中每个量子的状况。但当物体比较小时,这套模型也不再适用。比如我们现在的电子计算机,以前的发展方向是不断的二极管做得更小,以便在同一块电路中能够集成下更多的二极管。但这个方法有极限,顶尖的计算机已经逼近了这个极限,二极管再做小就得考虑量子物理学的现象了。所以之后电子计算机只能尽可能多的用更多的集成电路而不能在同一个集成电路里放进更多的二极管。至少2000年上下的时候,没有听说过2核4核8核CPU。而运用量子技术我们会获得一种全新的解决方案。用这种解决方案做出来的计算机个头依然很大。

最后量子计算机还有一个好处,量子是可以同时处于基态和激发态的。具体的应用场景现在还在摸索,但对于现在互联网的非对称加密来说量子的这个特点就是一个灾难。打个简单的比方,以前的网络安全像一把锁。锁芯里面所演的数量决定了这把锁的安全程度。如果只有一个锁眼,那只可能产生两种钥匙。而如果所有达到10个,靠穷举你就需要准备1024把钥匙。然后一把一把的试。如果锁眼再多一些,在你试完手上所有钥匙以前,锁可能已经换掉了。但因为量子的叠加态,只要你能实现10个量子的纠缠,那你一次就可以同时试1024把钥匙。那只要你掌握这种钥匙,互联网对你就再也没有秘密和隐私可言。所有的密码和加密方式对你来说将毫无意义。这就是最近比较火热的量子霸权概念。


跬步求索



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