量子计算机和量子物理学

量子计算机是一种计算机设计，它使用量子物理原理来增加超出传统计算机所能达到的计算能力。量子计算机已经建立在一个小规模上，工作继续升级到更实用的模型。

计算机如何工作

计算机通过以二进制数字格式存储数据起作用，这导致一系列1s&0s保留在诸如晶体管的电子元件中。计算机存储器的每个组件称为位，并且可以通过布尔逻辑的步骤进行操作，使得根据计算机程序应用的算法，位在1和0模式之间变化（有时称为作为"on"和"off&##34;）。

量子计算机是如何工作的

另一方面，量子计算机将信息存储为两种状态的1,0或量子叠加。这样的"量子比特"允许比二进制系统更大的灵活性。

具体而言，量子计算机将能够比传统计算机执行更大数量级的计算。。。一个在密码和加密领域有着严重关注和应用的概念。有人担心，成功的amp;实用的量子计算机会通过撕裂他们的计算机安全加密来破坏世界'的金融系统，这些加密基于对传统计算机在宇宙寿命内无法破解的大量数据的分解。另一方面，量子计算机可以在合理的时间段内对数字进行因子分析。

要了解这如何加速事情，请考虑这个例子。如果量子比特处于1状态和0状态的叠加，并且它与另一个量子比特在同一叠加中执行计算，那么一个计算实际上获得4结果：1/1结果，1/0结果，0/1结果和0/0结果。这是在解相干状态下应用于量子系统的数学的结果，该状态持续存在于状态的叠加中，直到它坍塌成一种状态。量子计算机同时（或在计算机术语中并行）执行多个计算的能力称为量子并行性。

量子计算机内确切的物理机制在理论上有些复杂，直观地令人不安。通常，它是根据量子物理学的多世界解释来解释的，其中计算机不仅在我们的宇宙中同时执行计算，而且在其他大学中同时执行计算，而各种量子比特处于量子状态decoherence。虽然这听起来很牵强，但多世界的解释已被证明可以做出与实验结果相匹配的预测。

量子计算的历史

量子计算倾向于追溯到Richard P.Feynman在1959年发表的一篇演讲中，他谈到了小型化的影响，包括利用量子效应创造更强大的计算机的想法。该演讲通常也被认为是纳米技术的起点。

当然，在实现计算的量子效应之前，科学家和工程师必须更充分地开发传统计算机的技术。这就是为什么多年来，关于将Feynman'的建议变为现实的想法几乎没有直接进展，甚至没有兴趣。

1985年，牛津大学提出了量子逻辑门和34的想法牙齿小知识，作为利用计算机内量子领域的一种手段。事实上，Deutsch'关于这个问题的论文表明，任何物理过程都可以用量子计算机建模。

几乎一个cade后来，在1994年，AT&T'Peter Shor设计了一种算法，只能使用6个量子比特来执行一些基本的因子分解。。。当然，需要分解的数字越复杂，立方体就越复杂。

已经建立了一些量子计算机。**台是1998年的2 qubit量子计算机，可以在几纳秒后失去去相干之前执行简单的计算。2000年，团队成功构建了4位量子计算机和7位量子计算机。尽管一些物理学家和工程师对将这些实验升级到全面计算系统所涉及的困难表示担忧，但对该主题的研究仍然非常活跃。尽管如此，这些初步步骤的成功确实表明基本理论是合理的。

量子计算机的困难

量子计算机的主要缺点与其强度相同：量子去相干。量子波函数处于状态之间的叠加状态时执行qubit计算，这允许它同时使用1&0状态执行计算。

然而，当对量子系统进行任何类型的测量时，去相干分解并且波函数坍塌为单一状态。因此，计算机必须以某种方式继续进行这些计算，而不进行任何测量，直到适当的时间，然后它可以退出量子状态，进行测量以读取其结果，然后传递给其余部分。系统。

在这种规模上操纵系统的物理要求是相当大的，涉及超级导体，纳米技术和量子电子学以及其他领域。这些都是一个仍在充分发展的复杂领域，因此试图将它们全部合并到一个功能量子计算机中是一项我不愿意的任务;特别嫉妒任何人。。。除了最终成功的人。