第二百九十二章 量子计算机

假想一个放置在磁场中的原子,它像陀螺一样旋转,于是它的旋转轴可以不是向上指就是向下指。

常识告诉我们:原子的旋转可能向上也可能向下,但不可能同时都进行。

但在量子的奇异世界中,原子被描述为两种状态的总和,一个向上转的原子和一个向下转的原子的总和。

在量子的奇妙世界中,每一种物体都被使用所有不可思议状态的总和来描述。

想象一串原子排列在一个磁场中,以相同的方式旋转。如果一束激光照射在这串原子上方,激光束会跃下这组原子,迅速翻转一些原子的旋转轴。

通过测量进入的和离开的激光束的差异,我们已经完成了一次复杂的量子“计算”,涉及了许多自旋的快速移动。

从数学抽象上看,量子计算机执行以集合为基本运算单元的计算,普通计算机执行以元素为基本运算单元的计算如果集合中只有一个元素,量子计算与经典计算没有区别。

以函数yfx,xa为例。量子计算的输入参数是定义域a,一步到位得到输出值域b,即bfa;经典计算的输入参数是x,得到输出值y,要多次计算才能得到值域b,即yfx,xa,yb。

量子计算机有一个待解决的问题,即输出值域b只能随机取出一个有效值y。

虽然通过将不希望的输出导向空集的方法,已使输出集b中的元素远少于输入集a中的元素,但当需要取出全部有效值时仍需要多次计算。

1,量子态,atustate

2,,量子叠加态,antusuperposition

3,量子比特,bit

4,幺正变换unitarytransforation

5,量子逻辑,antulogic

6,量子门,antugate对应于传统的逻辑门,其实就是一些特殊的正变换

7,量子算法,antualgorith当然量子计算机也能实现传统的算法

目前的计算机处理的是二进制的“位”bit,只有两种状态,0或1;而量子计算机则用“量子位”bit来编码和计算。

一个量子位,可以是1,也可以是0,还可以同时是1与0的某种叠加状态由叠加权重的不同,这种叠加态理论上可以是无穷多的,但实际中很难调整权重,一般就是各占一半的权重或说比例。

一般来说,一台量子计算机能够同时具有的状态是2的以量子位为次数的乘幂。上段中,2个量子位,同时处于的状态数就是2的2次方,是4;若是3个量子位,则同时状态数是238……