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12月4日,据《科学》号报道,中国研究团队构建的量子计算机“九章”,实现了对玻色采样问题的快速解决,其计算速度比目前最快的超级计算机快上百兆倍!

量子计算机的全屏网络

网民感到自豪

但是,一打开文章

大多数朋友看完也只剩下问号:

“所有的字我都知道……”

“为什么量子计算机这么快? ”

别担心!

这里有“彩色鸭子”友好的疑问解决书

深奥的话通俗易懂地说吧

(本文没有涉及理论公式和学术探讨……

因为编辑也不是专业的! )

01

量子计算机是计算机吗?

首先,用一句话概括一下什么是量子计算机:

量子计算机是使用量子力学的计算机,比普通计算机更能有效地执行特定的计算。

也就是说,量子计算机是计算机,但不是简单的“高级”计算机。 这和我们现在理解的“电脑”大不相同。——两者的计算形式不同。

举个例子:

如果经典计算机是蜡烛,量子计算机就是灯泡,两者都是为了发光,但照射范围因点亮方法而异。 即使继续改良蜡烛,也做不出灯泡。

现在的量子计算机使用原子、离子、光子等物理系,根据量子计算机的种类不同使用不同的粒子,而这次的“九章”使用的是光子。

200秒只是一瞬间,6亿年已经是沧海桑田。

“九章”量子计算机是如何在量子计算中达到“超高速”计算速度的?

02

量子计算机怎么计算成“超高速”?

量子计算机的“海量存储”

首先,我们来看看经典计算机和量子计算机的存储方法

古典计算机

用一系列0和1保存信息。 0和1系列的每个单位称为位,1位可以设置为0或1。

量子计算机

量子计算机用量子位存储信息。 每个量化位不仅可以设置为1或0,而且可以设置为1和0。

很容易理解,量子计算机每单位存储很多信息。

这到底是什么意思?

举个例子:

请考虑1到10的数字,用一只手表示。 一只手一次只能表达一个数字。

这是经典计算机存储数据的根本规律。 虽然计算机比我们的手指头快,但它的一位,仍然只能存储一个二进制数。

但是,如果用量子计算机取代,数字的表示方式很快就会被推翻。

例如,一只手可以表达10个数字。 但是,在伸出手之前,表示哪个数字还不确定。

这正是量化计算机的存储器单元——量化位的存储方式。 存储所有可能出现的数据的出现概率,而不是具体数据。

在伸手之前有不确定性。 但是,量子位把能用这种方法表现的所有数字,都重叠在了一起。 只要一只手就能保存10个不同的数字,每个数字出现的概率为10%。

虽然能用一只手表达的数字有限,但同时保存10个数字并不奇怪。 但是,不断扩大,10只手和100只手,都可以全部重叠起来存储在量子比特中。 这就是量子位的威力。

量子计算机可以同时承载很多内容。 普通计算机单元一次只能处理一个位,量子计算机一次只能处理一个“量子位”,从而大大提高了处理速度。

量子世界本质上是平行的

量子计算机不仅有强大的存储能力,而且并行计算能力也非常强大。 就像在房间里开灯一样,光可以瞬间穿过墙壁的所有缝隙。 量子计算机能进行高速并行的量子计算,就是这个原理。