在传统计算中,计算机使用二进制系统,其中所有数量都基于两个数字表示:零和一。就像抛硬币一样,只有两种选择。
现在,想象一下一台可以使用更流畅的非二元身份的计算机。
不要仅仅想象零和一,想象一下一台以叠加态或零和一的组合运行的计算机。不是比特,而是量子位,在被处理之前,量子位可以是零或一。因此可能性是无穷无尽的。
具有如此强大处理能力的计算机能做什么?例如,它可以促进科学的新进步,利用机器学习方法更早地诊断疾病,甚至提供黑客无法复制私钥的牢不可破的代码。
上面描述的计算机已经存在,并且有几个机构正在利用其巨大的潜力。它被称为量子计算机,由 IBM 开发。
作为业界首创的将量子计算机从实验室带入现实世界的计划,世界上第一个专为科学和商业用途设计的集成通用量子计算系统 Q System One 已经推出。
这有望成为我们在科技市场上看到的最令人印象深刻的发展之一。
量子计算的工作原理
IBM 首款商用量子计算机:Q System One
量子计算有什么好处?
量子计算的工作原理
在一次关于量子计算的演讲中,威尔弗里德·劳里埃大学天体物理学教授 Shohini Ghose 举了一个清晰的例子,说明了量子计算对我们的生活有多么强大。他做的比较?这就像从蜡烛进化到灯一样。
“量子物理学描述原子和基本粒子(例如电子和光子)的行为。量子计算机通过控制这些粒子的行为来运行,但方式与普通计算机完全不同。它不仅仅是我们当前计算机的更强大版本,就像灯不仅仅是更强大的蜡烛一样,”Shohini Ghose 解释道。
“你不能通过制造越来越好的蜡烛来制 奥地利电话号码数据 造灯。灯是一种不同的技术,基于更深层次的科学知识。同样,量子计算机是一种基于量子物理学的新型设备。正如灯改变了社会一样,量子计算机有可能影响我们生活的无数方面,包括我们的安全需求、我们的医疗保健,甚至互联网。”
无论当今计算技术多么先进,也永远不足以克服某些挑战。有些问题非常复杂,需要新水平的计算能力来解决。量子计算负责实现这一新水平。
所有计算机系统都依赖于存储和处理信息的基本能力。目前,计算机操纵单个比特,将信息存储为 0 和 1。另一方面,量子计算机利用量子力学现象来操纵信息。为了做到这一点,他们依靠量子比特或量子位。
量子位通常是超导电子或其他类型的亚原子粒子。有几种方法可以创建它们。其中一种方法是利用超导性来创建和维持量子态。
量子比特管理是一项重大的科学和工程挑战。超导量子比特需要接近绝对零度的温度,因为任何热量都可能导致系统出现错误。例如,IBM 依靠冷却至接近绝对零度的受控环境中的多层超导电路。