量子计算机的优势是什么?
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发布时间：2022-04-03 17:04
共4个回答
懂视网
时间：2022-04-03 21:25
量子计算加速人工智能的好处包括处理速度快、所需数据量更小、处理能力强、量子系统更易模拟神经网络。
量子计算机（英语：Quantum computer）是一种使用量子逻辑进行通用计算的设备。通用的量子计算机，其理论模型是用量子力学规律重新诠释的通用图灵机。从可计算的问题来看，量子计算机只能解决传统计算机所能解决的问题，但是从计算的效率上，由于量子力学叠加性的存在，目前某些已知的量子算法在处理问题时，速度要快于传统的通用计算机。量子力学态叠加原理使得量子信息单元的状态可以处于多种可能性的叠加状态，从而导致量子信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力。普通计算机中的2位寄存器在某一时间仅能存储4个二进制数（00、01、10、11）中的一个，而量子计算机中的2位量子位（qubit）寄存器可同时存储这四种状态的叠加状态。随着量子比特数目的增加，对于n个量子比特而言，量子信息可以处于2种可能状态的叠加，配合量子力学演化的并行性，可以展现比传统计算机更快的处理速度。
热心网友
时间：2022-04-03 18:33
把量子力学和计算机结合起来的可能性，是在1982年由美国著名物理学家理查德·费因曼首次发现的。不久之后，英国牛津大学的物理学家戴维·多伊奇，于1985年初步阐述了量子计算机的概念，并指出，量子并行处理技术会大大提高传统计算机的功能。
量子计算机最根本的优势在于，它是利用比分子更小的原子，作为最基本的数据单位来进行运算。美国、英国和以色列等国家，都先后开展了有关量子计算机的基础研究。
虽然分子、光子和量子计算机的研究才刚刚起步，它们究竟具有什么样的功能也并不清楚，但科学家们却都充满信心，各国*也非常支持他们的科研工作。在全世界的关注和支持下，这几种新型计算机都将在未来一二十年内，取得突破性进展，并以独特的形象与我们见面。
热心网友
时间：2022-04-03 19:51
量子计算机
在最近的nature
周刊上，来自美国标准技术研究院的Emanuel
Knill，以问答的方式介绍了关于量子计算机的基础知识，并且对发展前景做出了展望。现综述如下：
在传统（或经典）计算机中，信息用0
和
1
组成的字符串表示（每位一个比特，不是0就是1）。量子比特与经典的区别在于，前者应用了叠加原理
；以至于量子比特可以是0
和
1的任意组合，例如：ɧW>
=
aɧ
0>
+
bɧ1>
，其中
a
和
b
分别代表相干叠加态中ɧ
0>
态和ɧ1>态的比例系数。与经典情况类似，量子比特也可以构成比特串。基于量子相干效应，满足
a^2
+b^2
=
1条件的系数取值有无穷多组，因此量子比特串所代表的信息得以大大丰富。量子比特的构成可以利用光子的偏振，也可以利用被捕获离子（或原子）的能级，还可以利用超导线路（其中包括与电荷量相关的Cooper对箱，以及与环流方向相关的左/右旋环流之叠加态）。对量子信息的物理操控，包括对量子比特状态的初始化、逻辑门控制以及状态测量等。对某些问题，量子计算机可以做得比经典计算机快。但对于
“词处理”
一类的问题，考虑到要另外耗费量子比特操控资源，量子计算机不具有速度优势。
关于量子计算，原本只有学术方面的兴趣。1994年Peter
Shor设计了一个非常有效的量子运算法则，用于将大数分解成两个素数因子；之后引出了一系列有关使用量子系统求解
“甲骨文问题”
的研究成果。Peter
Shor的算法可以轻易破解当今在互联网上普遍使用的通信密码，这使得圈内专家开始评估构建量子计算机的可行性。理论表明：如果使用量子计算机仿真模拟量子系统，其求解速度将以指数方式提高。此外，对于最佳化以及积分问题，量子计算机的加速能力也是明显的。为构建量子计算机，首先要求量子比特与环境隔绝，避免“退相干”。使用逻辑门操控量子比特是我们所要做的，但退相干则引入误差。
纠缠是指两个粒子密切相关。首先A粒子和B粒子必须分别处于叠加态，纠缠量子对的状态可（例如）表示为：ɧ状态AB>
=
ɧ
0A0B>
±
1A1B>
和
ɧ状态AB>
=
ɧ
0A1B>
±
1A0B>
。更重要的是，如果我们对A粒子的状态进行测量得到的结果是0，则B粒子必将坍缩到
ɧ1>
态，反之亦然。利用相互纠缠的量子对，可以对信息传输进行加密或解密。然而，纠缠的应用对增强量子计算机的功能而言，尚没有圈内的共识。
对量子比特做出精确的物理操控，是量子计算机给出正确结果的关键。我们不可能纠正每一个可能发生的错误，最终的量子纠错测试应在一台规模化的量子计算机上完成。量子计算机出错的途径比经典计算机更多，纠错任务的完成要求附加许多硬件（如量子比特和逻辑门）。对于出错几率的上限已经有了一个共识，即应小于0.0001。目前，还没有足够精确的量子逻辑门被展示，这也是业界所面临的一大挑战。利用8个被捕获的离子构成8位量子比特串，在这台迷你尺寸的量子计算机（只能算得上是量子寄存器）上，研究者已经展示了它分解
“大数”
的能力（15
=
3×5）。预计，在极低温条件下被捕获的原子阵列（作为量子比特阵列），将很快被用于量子过程的仿真模拟。Emanuel
Knill乐观地估计，在他有生之年可以看到：能够完成有趣运算的量子设备。
（戴闻
编译自
Nature
463（2010）：441-443
）
热心网友
时间：2022-04-03 21:43
存储信息量大，能耗低，运算快，精确度高，寿命长。。
