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这其中的关键,就在于量子计算机使用的基本信息单元‘量子比特’了。
与常规计算机使用的非0即1的二进制码不同,量子比特可同时以0和1的状态存在。
这种不确定性来源于物理学中的量子叠加:“即一个量子系统能同时存在于多个分离的量子态中。”
这就话有些绕口,但要简单的理解其实很容易。
最快的方法,就是着名量子物理学家薛定谔的那只“既死又活”的猫了。
‘薛定谔的猫’指的是一只被关在密闭房间内的猫。
在这个密闭的房间里面,有一瓶装着剧毒气体的玻璃瓶,瓶上方有一个装有放射性镭原子的盒子,盒里还有一个侦测放射性镭原子是否发生衰变的机关。
若镭原子发生了衰变,这个机关则控制一个锤子砸碎玻璃瓶,释放出毒气,猫死亡。
若是没有衰变,则机关不会触发,猫活着。
但根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加。
理论上来说,猫就应该处于死猫和活猫的叠加状态。
所以在没有打开盒子前,你永远无法知道盒子里面的猫是死是活。
而在打开盒子后,它则会迅速坍缩成唯一现实,死,或者活。
尽管薛定谔提出这个理论一开始只是为了嘲讽量子力学,但想要最快的方式理解量子叠加,这是最简单也是最合适的。
虽然人们在实际生活中并不会遇到这样的“幽灵猫”,但量子比特却存在相似的情况。
它可以同时具有两个或两个以上的多重状态,就薛定谔的猫一样,既死又活。
而打破叠加态的方法是测量。
我们打开盒子后便知道了薛定谔的猫的生死,是因为我们得到了确定的结果(非死即活),叠加态便不复存在。
而量子计算机的计算过程,便涉及通过测量量子比特,使其叠加量子态坍缩为0或1。
这是量子计算机的核心机理,也是实现量子计算机的最大核心难点。
因为量子比特的本质上就是本质上是处于叠加态的亚原子粒子。
它异常的敏感,无论是电子、离子或光子,亦或者量子比特周围环境的细微变化,比如振动、电场、磁场、宇宙辐射等,都可能向量子比特输入能量,进而使叠加态坍缩,使量子比特失效。
因此,量子比特需要密封在极冷、真空环境中以最大程度地避免任何干扰。
不过伴随着强关联电子体系理论框架的构建,物理学对拓扑物态的产生机制和特性的研究,在接下来的时间中能够有效的为新型量子器件提供理论基础。
它能极大的缩小新量子器件的制造与实现难度。
而作为实现强关联电子体系理论框架的作者,徐川没理由不继续深入研究一下这方面的东西。
毕竟量子计算机要是得到了新的突破,那现有的传统计算机,哪怕是大型超算,都将是战五渣。
因为这并不是计算速度的问题,而是来自维度的碾压!
.......
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