量子计算机的最大特点 我们知道,数字计算机的最基本的存储单元,称为比特(bit),零或一。在量子计算机里,存储的单元称为量子比特。 量子比特可以制备在两个逻辑态零和一的相干叠加器,换句话说,可以同时存储零和一,考虑一个n个物理比特的存储器,若它是经典存储(比如,晶体管,磁芯,集成电路,已经发展了好几十年,但远远仍然不能满足科学技术的需要,存储数量希望是提高万倍亿倍亿亿倍),则它只能存储2乘n次方的可能数据当中的任意一个,若他是量子存储器,他可以同时存储2乘n次方个数,而且随着n的增加,存储能力指数上升,这是量子计算机的极大的特点,也就是说量子计算机与传统计算机存储量无法比拟。前面说的假设n等于5,那么经典存储器,就是一个5位的二进制数,就是32中的一个,一个五位的量子存储器,在同一个时间,它可以存储这32个数据的全部,因此,当n这个数增长的时候,两者的差别就十分十分的悬殊了。 量子计算另一个最大的特点是并行操作,传统电子计算机的计算方式是串行运算,一个算完算下一个。而量子计算机由于处于叠加状态,天然就能并行运算。他可以在同一个时间,同时对2乘n次方数据进行运算,这样,就节省了大量的计算时间,或者说,是量子计算机的计算速度极大极大的提高了。 前面提到,量子计算机的存储量极大极大,计算的速度极高极高,这就是量子计算机的两个最大的特点。假若要问,量子比特的逻辑态的相干叠加,以及为什么他可以并行操作,我说不清楚,这里涉及到深奥的量子理论。但是要相信一条,量子比特的逻辑态的相干叠加,并行操作,无论在理论上,还是在实践上,都已经得到了证实。 量子计算机利用量子特有的“叠加状态”,采取并行计算的方式,终极目标可以让速度以指数量级提升。“但现在,它仍然是一个初生的婴儿,未来最终会长成什么样子,对整个科学界来说还是个未知数。”我国的科学家潘建伟说。单个量子的分离和操控,要在接近绝对零度的条件下,难度极大,世界各国的科学家,包括我国的科学家,都在进行不断的努力,量子计算机进入到实用阶段,还有相当的距离。 (待续)
|