量子计算机物理装置的总称,量子到底是什么?解读量子世界以及量子的实际应用!...
中国科学家15日(当地时间)在美国《科学》杂志上报告说,中国“墨子号”量子卫星在世界上首次实现千公里量级的量子纠缠,这意味着量子通信向实用迈出一大步。
目前,量子号还要实现基于纠缠的量子密钥分发,量子密钥分发是利用量子力学特性来保证通信安全性。它使通信的双方能够产生并分享一个随机的、安全的密钥,来加密和解密消息。
量子密码学的核心就是量子密钥分发,它是利用量子力学特性来保证通信安全性。它使通信的双方能够产生并分享一个随机的、安全的密钥,来加密和解密消息。
在这里我们要着重指出:
怎么样能够产生量子纠缠呢?现在科学家已经掌握许多制备量子纠缠的方法和途径。最常用的是将一束激光照射到非线性晶体上便能产生纠缠光子对。所以人是不可能仅仅通过翻书就产生量子纠缠的,任何宣称利用了量子纠缠原理的基本都可以判定为骗子。
因为量子叠加的特性,这种纠缠光子源属概率性的。这种参量下转换产生的许许多多光子对中才会有一对光子是纠缠的,人们甚至无法预先知道哪一对是纠缠光子,只能采用能确定纠缠的探测装置来加以识别,但一旦确认该光子对是纠缠的,纠缠也会因此测量而消失。这也导致现在目前量子通信的应用还存在一些缺陷。
而量子计算则被认为是第四次工业革命的引擎,目前,科学界普遍认为,第四次工业革命将会在核聚变、量子技术、5G、人工智能、基因工程这5者之中诞生。
目前来说,经典计算机的发展已经陷入瓶颈,随着晶体管体积不断缩小,计算机可容纳的元器件数量越来越多,产生的热量也随之增多。其次,随着元器件体积变小,电子会穿过元器件,发生量子隧穿效应,这导致了经典计算机的比特开始变得不稳定。
晶体管
科学家认为量子计算机可以突破目前的困境,量子计算是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。
传统计算机每比特非0即1,而在量子计算机中,量子比特因为量子叠加的特性,可以以处于即是0又是1的量子叠加态,这使得量子计算机具备传统计算机无法想象的超级算力。
举个例子,如果x=0,运行A;如果x=1,运行B。
传统计算机永远只会一次执行一种逻辑分支,要么A,要么B,要么两种情况各运行一次。
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