关于量子计算的一点粗浅的理解

量子计算的粗浅理解 

量子计算,作为与传统计算机在计算模式上不同的计算体系,一定程度上是为了解决计算机算力的极限而作为一种研发方向而存在。其最早是物理学家理查德·费曼于1981年提出:“计算机能否有效地模拟量子物理系统?”而受到关注且思考的。

而相对于传统计算机的计算体系,量子计算的计算体系与之有很大的区别。传统计算机的计算体系中,二进制序列会通过高低电压交错的脉冲来实现,这种实现方式则说明了数据的输入只能同时决定一种二进制序列,如输入“1010”,会有“高-低-高-低”电压的信号输入。所以这在一定程度上限制了传统计算机的算力。

然而,在量子计算的概念中,二进制序列的实现是通过纠缠态而实现的,比如当一个某个光子处于某种状态时, 则把这个光子和其它光子纠缠起来得到一个N光子纠缠态,这样也实现了一个二进制的序列。而在这种状态中量子计算便于传统计算有很大的区别,传统计算中一组脉冲状态所决定的二进制序列是唯一的。但是量子世界中的量子叠加态决定了可以通过叠加的方式来在同样有限的空间中储存更多的二进制序列,即长度为n的二进制序列中,传统计算机仅仅能储存一种状态,但量子计算机则可以同时储存与其正交的更多序列的关系之和。

 

然而量子计算这一种计算模式固然理想,但要实现量子计算,其在技术上的挑战固然是更为严峻的了。首先是在算法层面,需要提高运算的速度;其次是在物理层面的挑战,即量子逻辑网络的进一步发展;还有是量子编码的问题,需要尽可能消除因量子纠缠态导致的消相干问题。

而这些挑战现在已经有了一些解决的方案,比如量子退火算法、量子纠错等原理的提出以及少量量子逻辑网络的初步建立。但仍待更进一步的发展和探索。

posted @ 2020-03-18 16:28  中古遗风  阅读(520)  评论(1编辑  收藏  举报