你可能从来没听说过的计算机

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楼主 2019-10-14 13:28:09
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近日,德国康斯坦茨大学与美国普林斯顿大学及马里兰大学的物理学家合作,开发出了一种基于硅双量子位系统的稳定的量子门。量子门作为量子计算机的基本元素,能够执行量子计算机所有必要的基本操作。这项研究成果被称为通向量子计算机的里程碑,已于近日发表在《科学》杂志在线版。

那什么是量子门,什么又是量子计算机呢?


量子门

在量子计算,特别是量子线路的计算模型里面,一个量子门 (Quantum gate,或量子逻辑门)是一个基本的,操作一个小数量量子比特的量子线路 。它是量子线路的基础,就像传统逻辑门跟一般数字线路之间的关系。


与多数传统逻辑门不同,量子逻辑门是可逆的。 然而,传统的计算可以只使用可逆的门表示· 举例来说,可逆的Toffoli门 可以实做所有的布尔函数。 这个门有一个直接等同的量子门,也因此代表量子线路可以模拟所有传统线路的操作。


量子逻辑门使用酉矩阵表示。 就像常见的逻辑门一般是针对一个或两个比特进行操作,常见的量子门也是针对一个或两个量子比特进行操作。 这也代表这一些量子门可以以2 × 2或者4 × 4的酉矩阵表示。




对于计算机还没入门的小编来说,我表示我还看不懂。


量子计算机

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。


当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。


量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。



经过一番学习,小编从中知道了量子计算机较传统计算机的一些优势

1、节省数据计算时间。


2、由于传统计算机晶体管和芯片受材料的限制,体积减小是有个限度的,最终不能达到原子水平。而每个量子元件尺寸都在原子尺度,由它们构成的量子计算机,不仅运算速度快,存储量大、功耗低,体积还会大大缩小。


3、系统的某部分发生故障时,输入的原始数据会自动绕过,进入系统的正确部分进行正常运算。



其实量子计算机不止是概念上的东西了,它在生活中有许多的应用。

1、真正精准的天气预报

量子计算可以在同一时间对所有的数据进行分析,并告诉我们坏天气会在何时何地出现。我们可以提前注意到飓风等极端天气,从而预留足够的时间拯救生命。


2、更有效的药物发现

量子计算机能够描绘出数以万亿计的分子组成,并将其中最有可能有效的组合快速识别出,显著降低药物的研发成本和周期。


3、告别交通拥堵

量子计算机能为我们规划协调好路线,从而告别拥堵。


4、加强军事力量和国防建设

量子计算机能够做得很小,在降低卫星的发射成本的同时,能有效的提高运算速率。


5、安全、加密通信

量子计算机加密的通信方式被称为量子密钥分配,当彼此之间传递信息的时候,信息只有经过密钥破解后才能正确显示。如果第三方截获了密钥,但由于量子学的特性,密钥就会失效从而导致信息不能被准确读出。该通信技术的初步版本已经在欧洲的一些地方试用。


6、加快太空探索的步伐

量子计算机能处理望远镜里的所有数据,从而能尽快的发现适合人类居住的星球。


有些新事物在刚出现时难免让人接受,量子计算机作为一种新事物在质疑声中逐渐发展,相信在不久的将来,量子计算机能普及,毕竟社会在发展,人也在进步。


魔镜魔镜,谁是这世上最聪明的人





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