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大家应该都听说过全球最快的超级计算机“天河2号”吧,但是天外有天,据说一个需要“天河2号”运算一百年的问题用拥有500个量子比特的量子计算机只需要0.01秒,凭什么加上量子俩字,就这么厉害呢?
量子比特可以制备在两个逻辑态0和1的相干叠加态,换句话讲,它可以同时存储0和1。考虑一个N个物理比特的存储器,若它是经典存储器,则它只能存储2^N个可能数据当中的任一个,若它是量子存储器,则它可以同时存储2^N个数,而且随着N的增加,其存储信息的能力将指数上升,例如,一个250的量子比特的存储器(有250个原子构成)可能存储的数达2^250,比如现有已知的宇宙中全部原子数目还要多。
由于数学操作可以同时对存储器中全部的数据进行,因此,量子计算机再实施一次的运算中可以同时对2^N个输入数进行数学运算,其效果相当经典计算机要重复实施2^N次操作,或者采用2^N个不同处理器实行并行操作。可见,量子计算机可以节省大量的运算资源(比如时间,记忆单元等)
量子计算机对于运行环境的要求是十分苛刻的,要低温,要真空,还不能有磁场。在地球上维持这种环境所消耗的能量是巨大的。其次,并不是所有的计算机都可以用量子算法完成,你老看剧,淘宝,撸天用传统计算机更适合,最大的鸿沟是我们现在的编程所用的语言,无法发挥量子计算机的强大威力,这意味着程序员都要从头学习,这就很尴尬了,当然啦。梦想还是要有的,十年前的我们也没有想到智能手机可以做这么多的事啊!
也许,下一个十年,量子计算机带来的福利就可以走入我们的日常生活当中啦!
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