【量子计算机】《量子计算机的底层实现原理》

量子计算机的底层实现原理

 

量子计算机的实现其实就是依托了量子的两个性质：

1、量子叠加（quantum superposition）/叠加态

叠加态：是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上。

实现了：1个bit即是0又是1，情况的可能性翻倍，计算效率翻倍。

 

比如二进制的比特串  ：

在经典计算机中，用n个bit来表示，这n个bit只能表示一个固定的二进制数；

在量子计算中个，如果每个bit都用  这两个计算基，那么n个bit可以代表  个二进制数的叠加态。

 

再比如走迷宫算法：

在经典计算机中，要获得下图中走迷宫的正确路径，只能一次走一条道，然后一条条试，直到试出来正确的道。

而量子计算机的走迷宫效率类似下面这个图，它能一次尝试所有可能的解法。

 这样一种特殊的性质，可应用于：极端高效率程序算法的设计、密码的瞬间破译。

 

2、量子纠缠（quantum entanglement）/纠缠态

纠缠态：当一个原本不自旋的粒子，衰变成两个会自旋的粒子。在我们观测其中一个粒子的自旋情况时，另一个粒子就一定表现为相反的自旋情况；但是，当我们不去观测的时候，两个粒子都会呈现出叠加的自旋状态。

实现了：将其中一个bit置为0或1，那么另外一个与其相纠缠的bit一定会自动表达为与之相反（为1或0）。

 

这样一种特殊的性质，可应用于：量子通讯网络、量子保密通讯。