第二百九十二章 量子计算机

郭冬灵边走边说，江帆跟在她身旁，也回答着。

没过多久，郭冬灵就带着江帆，来到了院长的办公室。

敲了敲门，房间里传来一位中年男子的声音。

“请进。”

郭冬灵扭开门把手，推开门，侧身道：“江先生，请。”

房间了，出了那位院长，还有唐振海他们也在，一共有五个人。

“江先生。”

唐振海见江帆到来，起身微笑着朝他点了点头。

“唐先生。”

“给大家介绍一下，这位是江先生，昨天大家想必都看过江先生将的那些，我在这也不再多说了。”

“江先生，这位是戴建中，科技学院的院长，这位是。。。。。。”

唐振海一一介绍他们的名字。

江帆朝他们点了点头，算是认识了。

“得知江先生今天到来，我们科技院，已经事先准备好了工作，不知江先生是否需要休息一会，再去给他们讲讲量子计算机？”

“戴先生，不用了，我们现在就去吧。”

“那好，江先生，唐先生，请。”

“请。”

戴建中带着他们，离开了办公室，一起前往科技研究中心那边。

郭冬灵跟在他们身后，拿出手机，告知江先生他们来了，那边也在开始准备。

当他们来到大型会议室中，会议室的座位上，已经有一百多人坐在座位上。

戴建中邀请江帆上台，随后给大家介绍道：“大家好，这位就是江先生，今天我们有幸请到江先生，来科技院，为我们讲讲量子计算机，大家欢迎！”

啪！啪！啪！啪！啪！啪！

激烈的掌声响起。

看着这些人，江帆微微颔首，等戴建中讲完之后，自己也说了几句，然后开始了。

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。

其基本规律包括不确定原理、对应原理和波尔理论等。

它应用常见，如半导体材料为主的电子产品，激光刻录光盘，核磁共振等。

量子特性在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面可能突破现有经典信息系统的极限。

一个250量子比特（由250个原子构成）的存储器，可能存储的数达2的250次方，比现有已知的宇宙中全部原子数目还要多。

用量子搜寻算法攻击现有密码体系，经典计算需要1000年的运算量，量子计算机只需小于4分钟的时间。

量子密钥体系采用量子态作为信息载体，其安全性由量子力学原理所保证。

基于量子隐形传态过程，可以实现多端分布运算，构成量子因特网。

薛定谔“猫”和EPR佯谬

量子力学的诞生深刻地改变了人类社会：在20世纪推动了社会发展的核能、激光、半导体等高科技，都是源于量子力学。

然后，自然界是否确实按照量子理论的规律运行？

以爱因斯为代表的一方始终认定量子力学不是完备的理论，“上帝是不会玩骰子的”，而以ge本哈根学派领袖bi尔为代表的另一方则坚信量子理论的正确性。

量子客体的波粒两象性迫使人们不得不引入波函数（量子态）来描述量子客体的状态。

著名物理学家费man曾指出：量子力学的精妙之处在于引入几率幅（即量子态）的概念。

事实上，量子世界的千奇百怪的特性正是起源于这个量子态，而关于量子理论的长期激烈争论的焦点也在这个量子态。

普通的数字计算机在0和1的二进制系统上运行，称为“比特”（bit）。

但量子计算机要远远更为强大。

它们可以在量子比特（qubit）上运算，可以计算0和1之间的数值。

假想一个放置在磁场中的原子，它像陀螺一样旋转，于是它的旋转轴可以不是向上指就是向下指。

常识告诉我们：原子的旋转可能向上也可能向下，但不可能同时都进行。

但在量子的奇异世界中，原子被描述为两种状态的总和，一个向上转的原子和一个向下转的原子的总和。

在量子的奇妙世界中，每一种物体都被使用所有不可思议状态的总和来描述。

想象一串原子排列在一个磁场中，以相同的方式旋转。如果一束激光照射在这串原子上方，激光束会跃下这组原子，迅速翻转一些原子的旋转轴。

通过测量进入的和离开的激光束的差异，我们已经完成了一次复杂的量子“计算”，涉及了许多自旋的快速移动。

从数学抽象上看，量子计算机执行以集合为基本运算单元的计算，普通计算机执行以元素为基本运算单元的计算（如果集合中只有一个元素，量子计算与经典计算没有区别）。

以函数y=f(x)，x∈A为例。量子计算的输入参数是定义域A，一步到位得到输出值域B，即B=f(A)；经典计算的输入参数是x，得到输出值y，要多次计算才能得到值域B，即y=f(x)，x∈A，y∈B。

量子计算机有一个待解决的问题，即输出值域B只能随机取出一个有效值y。

虽然通过将不希望的输出导向空集的方法，已使输出集B中的元素远少于输入集A中的元素，但当需要取出全部有效值时仍需要多次计算。

1，量子态，quatumState

2.，，量子叠加态，Quantumsuperposition

3，量子比特，Qubi

4，幺正变换UnitaryTransformation

5，量子逻辑，QuantumLogic

6，量子门，QuantumGate(对应于传统的逻辑门，其实就是一些特殊的正变换)

7，量子算法，quantumAlgorithm(当然量子计算机也能实现传统的算法)

目前的计算机处理的是二进制的“位”（bit），只有两种状态，0或1；而量子计算机则用“量子位”（qubit）来编码和计算。

一个量子位，可以是1，也可以是0，还可以同时是1与0的某种叠加状态（由叠加权重的不同，这种叠加态理论上可以是无穷多的，但实际中很难调整权重，一般就是各占一半的权重或说比例）。

一般来说，一台量子计算机能够同时具有的状态是2的以量子位为次数的乘幂。上段中，2个量子位，同时处于的状态数就是2的2次方，是4；若是3个量子位，则同时状态数是2^3=8……