「重大通报」量子计算初学者指南它是如何工作的?现在发生了什么?

 admin   2024-06-28 06:29   9 人阅读  0 条评论

编者按谷歌声称已经实现了“量子霸权”,IBM和微软也在研发量子计算机。可以说,量子计算已经成为一项热门的前沿技术!关于什么是量子计算,有很多介绍和解释,但是今天的文章只有2000字,但是如果你想简单介绍一下量子计算,可以阅读一下。本文是最初发表在Medium上的题为“QuantumComputing:AnIntroductionforProgrammers”的文章的编辑版本。


在解决复杂题方面,量子计算机并不比人类更好。量子计算机将复杂的任务分解为多个更简单的任务。与人类相比,计算机可以更快地处理简单的任务。然而,经典计算机也有局限性。任务必须按顺序发生。因此,如果任务太复杂或数据库太大,找到解决方案可能需要很长时间。从数学角度来看,即使是最强大的超级计算机也往往无法突破顺序运算设置的障碍。但量子计算机是可能的,因为它们具有一些有趣的特性叠加、纠缠和干涉。


它是如何工作的?


为了解释这一现象,我们退一步。当计算机将复杂的任务分解为更小、更简单的任务时,哪个任务是最简单的?这是一个需要您在两个选项之间做出选择的题A或B、正确或错误、正面或反面。在计算机中,二进制代码可以转换为计算机电路的“开或关”开关。二进制解决方案可以以令人难以置信的速度传递信息,但必须按顺序读取它们。量子计算机的效率要高得多。比特相当于一个量子比特,它本质上是一个可以携带可测量信息的粒子。


虽然位必须以一种或另一种二元状态存在,但量子位可以以量子态存在,这意味着它们可以同时以两种状态存在。总而言之,量子力学是一场机会。量子位处于状态A或B的概率可以是50/50、70/30、10/90或某个其他比率。你可以想象这一点。量子位的位置位于AB之间或体上。的一端处于状态A,另一端处于状态B。尽管如此,由于质子具有叠加性质,它们可以同时出现在多个位置。为了找到题的解决方案,一个量子位可以同时遵循多个路径,但一个位一次只能选择一个路径。


Dijkstra算法Dijkstra可以帮助您找到到达目的地的最有效路线。量子比特无需逐条探索每条路径,而是可以同时分析多条路径,从而更快地找到路径。随着题变得更加复杂,输入信息变得越来越大,传统计算机需要更长的时间来寻找路径。量子计算则不同。效率要高得多。


为了利用量子叠加,时间至关重要,因为当量子位与测量设备接触时,叠加特性会受到影响。我们将此物理定律称为“观察者效应”。粒子同时具有粒子性和波性,但在观察时只能记录其中一种。其中哪一个被记录取决于观察。因此,如果我们想弄清楚量子位携带什么样的信息,我们就会面临这些障碍。


量子力学的第二个特征使我们能够克服“观察者效应”或“纠缠”。物理学家已经证实了“纠缠”的存在,这意味着两个粒子无论相距多远都可以连接起来。现在我们可以将数十个量子位操纵为一个纠缠态,我们可以构建具有2的n次方可能性的网络并一起运行。


如果量子位携带相同的信息怎么办?然后我们应该谈谈量子干涉。粒子具有波的性质,干涉也是波的性质之一。当波与波相遇、波与波相遇并互补时,效果就会放大。这是建设性的干扰。当波峰遇到波谷时,就会抵消,这称为相消干涉。当两个或多个量子位相长干涉时,效果会放大并且信息可以传输。


我们现在到哪儿了?


在量子网络真正发挥其潜力之前,仍有几个障碍需要克服。量子计算机可以比经典计算机更快地解决题,但即使是当今最大、最稳定的量子系统在商业上也是不切实际的。


在实践中,向纠缠系统添加量子比特非常困难,因为网络非常脆弱。1998年,IBM、牛津大学、加州大学伯克利分校、斯坦福大学和麻省理工学院成功组合了一对量子位。二十年后,谷歌将量子比特数量增加到72个,创下了新纪录。


纠缠可以在一定程度上解决“观察者效应”题,但量子态仍然容易被破坏,量子特性的持续时间也非常有限。量子系统在退出叠加并进入相干状态之前必须找到解决方案。否则就会失败。


外部因素也会导致量子位脱离叠加态。您可以增加量子位的数量,但更多的量子位会使事物更容易受到外部因素的影响。现在,工业界通常使用激光、磁场和超导体来创造可以延长量子态寿命的环境,从而降低“错误率”。


降低错误率可以带来观测系统的突破,并允许基于观测开发更好的量子算法。一些行业已经允许客户通过云访量子计算网络,从而使研发变得更加容易。


如果构建足够大且稳定的量子比特网络,并且错误率足够低,量子计算机不仅可以更快地解决经典题,还可以解决经典计算机无法解决的题。


到了这个阶段,“量子霸权”就可以实现了。有人认为,“量子霸权”是不可能实现的,因为它受到物理原理和理论的,而量子计算无法达到这一点。


有哪些可能性?


如果“量子霸权”真正实现,量子计算可以用来解决许多科学研究领域的复杂题。当查询复杂和大型数据库时,处理速度将变得更快,机器学习将突飞猛进。我们可以模拟更复杂的分子结构并了解它们的行为,这可以带来医疗保健领域的更多创新。


拥有强大的仿真能力对于工业和科技行业也有好处。然而,量子计算机无法取代经典计算机,必须与现代机器相结合。量子计算机的使用将带来一些领域的变革。


当人工智能、机器学习和量子计算结合起来时,就能实现重大突破。网络安全行业也将拥抱量子技术,因为即使是当今最好的经典密码技术也容易受到量子系统的影响。


译者小秉寿


一、小兵装机win7步骤?

具体题方法如下


1.打开“一键重新安装”,等待5秒钟,然后单击【我知道了】。


2、然后点击【一键安装】下的【重新安装系统】。


3、然后会自动检测本地环境,检测完成后点击【下一步】。


4.然后是选择系统的步骤。此时安装系统通常是一个好主意。选择【MicrosoftWindows764位专业版系统】,点击【安装此系统】。


5.选择备份数据的链接。这时候很多在系统桌面有文件、C盘有重要文档的朋友,选择完成后就会点击【下一步】。


6.它将开始下载您刚才选择的win7和备份数据。同时,避免电脑断电、网络断开、睡眠锁屏等可能影响下载的情况。


7、最后系统下载完成。几分钟后您会看到第一步系统部署成功,您需要重新启动计算机,无需任何操作,它会自动重新启动。


8、10分钟后,进入win7系统。此时win7系统一键重装就成功完成了。


二、小兵装机u盘装win10系统详细步骤?

您好,以下是小冰从U盘安装Win10系统的详细步骤。


1-准备工具和材料小冰安装U盘、Windows10系统镜像文件、电脑。


2-插入小冰安装U盘,打开电脑,进入BIOS界面。选择U盘启动,保存退出。


3-等待电脑启动进入小冰安装界面,然后选择“WinPE”模式,进入“一键安装”功能。


4-选择“U盘安装”模式,然后选择“Win10系统”。


5单击“开始创建USB启动盘”,等待创建完成。


6-制作完成后,将U盘插入需要安装Win10系统的电脑,重启电脑,进入BIOS界面选择U盘启动,保存退出。


7-等待电脑启动到USB启动盘界面,然后选择“安装Windows10”并按照提示进行安装。


8-安装完成后,根据需要执行驱动程序安装、系统设置和其他任务。


三、小兵驿站怎么入库出库?

打开小兵站电脑端---收据管理---包裹入库


打开包裹存储界面后,请确保鼠标光标位于追踪号码栏内,然后再拿枪扫描包裹的条形码。


扫描后,页面上会显示包裹的物流订单号和物流公司信息。


入库包裹分为两种淘宝类包裹和非淘宝类包裹。


淘宝包这是买家在淘宝、天猫购买商品后,卖家寄出的物流包裹。


此时,您在邮局只需根据包裹上的信息输入完整的收件人信息,然后点击包裹进入仓库即可完成您的第一次入库。


包裹进入仓库后,进入到达站点。


存储此包裹后,如果该收件人的另一个包裹到达邮局,您可以扫描网站上的追踪号码,并将其直接与所有信息进行匹配。再次点击条码即可完成包裹仓库操作。


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