AMEYA360報(bào)道：量子計(jì)算如何有望成為改變世界的技術(shù)？

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　　量子計(jì)算是一種基于量子力學(xué)原理的計(jì)算技術(shù)，利用量子疊加和量子糾纏等量子物理特性執(zhí)行計(jì)算。傳統(tǒng)的晶體管使用二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼0和1表示不同的狀態(tài)，如同硬幣的正反面。而到了量子物理中，這枚硬幣是旋轉(zhuǎn)的，處于0和1的連續(xù)態(tài)空間內(nèi)，具有疊加態(tài)和糾纏態(tài)等獨(dú)特性質(zhì)。區(qū)別于經(jīng)典計(jì)算中的二進(jìn)制位，量子計(jì)算中這一最小單元被稱為量子比特。

　　二進(jìn)制位只能明確的表示0或者1，而量子比特不同，在旋轉(zhuǎn)中它能表示0和1疊加的狀態(tài)，每次添加一個(gè)量子位的信息，都會(huì)以指數(shù)方式增加添加的狀態(tài)數(shù)量。利用量子比特的疊加態(tài)和糾纏態(tài)，將多個(gè)量子比特放在一起，這些疊加狀態(tài)之間又互有關(guān)聯(lián)，就能存儲(chǔ)和計(jì)算更多的數(shù)據(jù)。

　　量子計(jì)算快速處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的能力能夠解決一些經(jīng)典計(jì)算難以解決的問題。密碼學(xué)是最早提出的量子計(jì)算應(yīng)用之一，量子系統(tǒng)能夠在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)解除加密信息，同樣的計(jì)算交給超級(jí)計(jì)算機(jī)仍舊需要花費(fèi)大量時(shí)間。

　　目前有不少方法可以制造量子位或單個(gè)量子計(jì)算設(shè)備，如超導(dǎo)量子比特、離子阱量子比特、量子點(diǎn)量子比特等。離子阱量子比特是通過激光來操縱金屬原子的激發(fā)態(tài)來實(shí)現(xiàn)，原理類似于2012年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的粒子控制。超導(dǎo)量子比特使用超導(dǎo)回路和約瑟夫遜結(jié)來創(chuàng)建一個(gè)非線性LC振蕩器電路，其中振蕩器的兩個(gè)狀態(tài)代表量子位的0/1。量子點(diǎn)量子比特則是使用硅量子點(diǎn)在硅器件中用單個(gè)電子編碼量子位的狀態(tài)，英特爾Tunnel Falls就是基于這種技術(shù)。雖然如今的量子系統(tǒng)僅包含數(shù)十個(gè)或數(shù)百個(gè)糾纏量子位，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠解決現(xiàn)實(shí)世界問題。商用量子系統(tǒng)起碼需要擴(kuò)展到100多萬量子位才能真正實(shí)用起來，而且還有量子位的脆弱性和軟件的可編程性等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

　　但是和傳統(tǒng)計(jì)算硬件一樣，新技術(shù)新硬件一旦突破，顛覆性的算力革新會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速拉開差距。這項(xiàng)能夠改變世界的技術(shù)在眾多從業(yè)者的堅(jiān)持下正朝著更多的量子比特?cái)?shù)前進(jìn)。