量子计算机并不像大多数人认为的那样,能够快速解决任何难题。只有少数特殊问题,量子计算机才能大大加快求解速度,对于其他大部分问题,它们比今天的电脑也快不了多少。除非物理学定律有所突破,否则万能计算机永远只能存在于人们的想象之中。
量子计算的概念,是由物理学家理查德·费曼最早提出的。自那以后,在寻找量子计算机擅长解决哪些问题方面,计算机科学家已经取得了很大的进展。按照我们目前的理解,量子计算机能够极大地加快若干特定问题的求解过程,比如破解互联网上商业交易中广泛采用的加密编码。不过也有证据强有力地表明,对于下国际象棋、调度航班和证明定理等其他问题,量子计算机会和今天的传统计算机一样,面临许多同样的算法局限。这些局限与建造量子计算机时将会遇到的实际困难[比如退相干,即量子计算机与周边环境之间发生的、能够引起差错的有害相互作用]完全是两码事。具体而言,即使物理学家设法建造出了没有退相干效应的量子计算机,它通过编程能够完成的事情仍然会受到数学方面的限制。
量子计算机能够利用量子力学的优势,在求解某些问题时,比传统计算机更加有效。量子计算机的基本特点之一就是,它使用的信息单元不是比特,而是量子比特。量子比特可以是电子那样的粒子。
处于叠加态中的少量粒子可以携带大量信息。区区1,个粒子所处的叠加态,就可以表示从1到21,(约)的每一个数字。量子计算机可以用激光脉冲打击粒子,或者采用诸如此类的方式,同时对所有的数字进行操作。
不过,在计算结束测量粒子状态时,10的次方个并行状态中,只有1个随机状态会被读取出来,其他状态都会消失。通过对粒子的巧妙处理,量子计算机可以非常快速地求解某些特殊问题,比如对大数分解因子。经典计算机求解这些问题要缓慢得多。
正版C++PrimerPlus中文版第6版c++语言从入门到精通淘宝月销量1¥59¥购买传统计算机的计算能力会受到许多限制,如果理想的大型量子计算机仍然摆脱不了其中大部分限制的话,今天仍在为建造初级量子计算机而艰苦奋斗的物理学家们,是否应该偃旗息鼓了呢?我相信答案应该是否定的,原因有以下四点:
如果量子计算机成为现实,它们的关键应用很可能不是破解密码,而是一件很少有人提到的事情:模拟量子物理系统。量子物理的重要性不言而喻,它是化学、纳米技术和其他领域的基本问题。
随着微芯片中晶体管的尺寸接近原子大小,量子计算的想法可能对传统计算也具有参考价值。
量子计算实验直接