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不是“危言耸听” 量子计算机将改变世界 一文读懂它

时间:2020-03-06 20:19:54

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不是“危言耸听” 量子计算机将改变世界 一文读懂它

量子计算机是下一个可以永远改变零和游戏规则的事物,虽然他们可以更快更好地完成很多事情,但他们也有其局限性。在公众看来,量子计算基本上可以等同于区块链这个术语:没有人真正知道技术是什么,所以假设它解决了世界所有的问题,当然世界公式也存在。虽然这两个领域已经开发多年,并且在块链中甚至第一个实例已经在市场上,但量子计算仍处于起步阶段。因为它背后的技术并非完全无足轻重,相反地更适用于现代的年轻量子物理模型。

量子计算机的工作原理

正常处理器的设计原则是电流或其上的电流流动,可以解释为零或一。如果你将最小尺寸的数百万或数十亿个连接在一起并通过复杂的公式和命令集追逐它们,例如,Roblox会在你的显示器上召唤它们。量子计算的工作方式略有不同,现在它有点已经发展到尽头了,因为虽然普通晶体管只“写入”一个零或一个位,但量子计算机的量子位可以同时进行。那里没有,蓝色和绿色,潮湿和干燥。这就是为什么它比经典处理器快得多,即使量子比特少得多。

在量子物理学中,这种情况被称为叠加,谁想要成为下一个关注中心,可以看看薛定谔猫的思想实验。这解释了一个悖论,即在现实世界的理论例子中,粒子可以同时具有两种状态。这就是量子计算的重要之处。因为如果我不知道量子比特现在是零还是一个,我就无法对信息做任何事情。并且使整个事情变得更加混乱:量子比特或量子粒子保持两种状态,直到你看它或测量它。然后它决定一个基本处理单元,因此,功能量子计算机的构造也很复杂。

科技公司转向量子计算机研究

为什么科技公司这样做?因为我们在不久的将来达到一个临界点,我们不能让晶体管更小,并使它们更快,毕竟它正慢慢地降到原子水平。如果轨道按此顺序彼此太靠近,则不能再保证电流实际流到它应该流动的位置,即产生一定的零或一。因此,量子计算机是下一个合乎逻辑的步骤,像IBM,Google或者Rigetti这样的公司正在大力投资研发未来的计算机。例如,目前可以用很少的量子位进行非常快速的计算 - 但是只能通过非常复杂的程序进行,例如,通过冷却接近绝对零度,然后可以得到一小部分计算时间。

IBM 可能是该领域最杰出的参与者之一,并且看到了几乎所有行业的未来相关性 - 无论是哪种形式。例如,量子计算有其局限性,至少目前不可能计算实时数据,这当然严重限制了许多应用。然而,在计算模拟或加密时,量子计算机会绘制所有寄存器。这应该会吓跑安全研究人员和我们所有人,因为可能破解当今的加密算法对量子计算机来说并不是一个挑战。即使在加密场景中,加密也已经过去了,IBM已经开始研究第一批安全的量子计算机链。

广阔的应用前景

为了使性能更加清晰,每天早上从僵尸变成神奇女侠或超人的量子态在原子水平上非常复杂。因此,世界上最快的超级计算机无法创建此模型。

例如,在数据传输中,可以使用量子纠缠(书呆子知识)将信息从一个地方发送到另一个地方而没有任何延迟。如果数据在另一侧发生变化,数据将出现在不同的点 - 如果数据量足够,则数据量将无关紧要。或者,如果接收器当前位于银河系的另一端。另一方面,当谈到密码学时,量子计算机不仅可以解码当今的系统,而且可以创建甚至无法破解的加密。

发布日期:得几十年以后

其他用例将是:通过今天仍然很复杂的计算来最小化能源成本或优化金融交易。通常,在无数区域中使用量子计算机是有可能的,因为只要能够尽可能地计算出不同的方法和可能性,这样的系统可以帮助提高速度。然而,所有这些仍然是未来的技术,它将在未来几十年内实现。

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