量子计算机——人类技术的极限?( 二 )


量子计算机——人类技术的极限?

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量子比特还有一个诡异并不确定性的特性 , 那就是量子纠缠 。 它使另一组纠缠状态的量子比特呈现与自己相反的状态 , 就算他们之间被分开多远都一样 。 这意味着只要测量其中一个纠缠态的量子比特 , 利用这特性就能不用观测而得知另一组结果 。 操控量子比特就像是脑筋急转弯 , 一个普通的逻辑门有着单纯的输入 , 并产生一个固定的输出 。 量子门输入一个叠加 , 旋转它改变机率 , 输出另一个叠加 。 所以一台量子计算机操作部分的量子门产生纠缠 , 并控制机率 , 最后测量输出 , 让叠加状态崩溃后得出最后结果的0和1 。 这意味着你可以将这么多种可能性同时进行运算 , 最终你只会测量到一个结果 , 而这结果只是有很高的机率可能就是你要的 。 所以你可能要多计算几次以检查结果 。 但巧妙地运用叠加和量子纠缠 , 效率相比一般电脑将会是指数性的成长 , 所以量子计算机虽然无法取代现在的计算机 。
量子计算机——人类技术的极限?

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在某些领域它们是非常优越的 , 其中之一就是数据库搜寻 。 一般电脑再数据库中搜寻可能要搜寻每一份资料 , 量子算法只需要原来运算时间开根号的时间 , 这在大型数据库上会有着极大的差距 。
量子计算机中最著名的用法就是破解信息安全机制 , 现在你浏览的银行邮件还是被加密系统给保护着 , 借由你给其它使用者不同组的公钥 , 来加密只有你能解密的讯息 。 问题是拿到公钥的人可以计算出你的密钥 。 幸运的是 , 使用一般的电脑必须花上数年运算 , 不断地尝试错误才有办法解开 。 但对于量子计算机 , 由于运算速率是呈指数的增加 , 这可能只是小菜一碟 。
另一个著名的用法就是当作模拟器 。 模拟量子世界非常地消耗资源 , 甚至是一些巨大的结构体 , 例如分子结构 。 它们通常缺乏精准度 , 所以为何不用真实的量子计算机来模拟量子物理环境呢?模拟量子环境可能让我们更了解蛋白质的组成 , 这将给我们的医学带来革新 。 目前我们并不清楚量子计算机会个是专门用途的工具 , 还是为人类带来重大革新 。 我们还不清楚科技的极限在哪里 , 但只有一种方法可以找出答案 。

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