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量子计算机是怎么记录比特的-量子比特算法

量子计算 4个月前 (06-16) 32

接下来为大家讲解量子计算机是怎么记录比特的，以及量子比特算法涉及的相关信息，愿对你有所帮助。

文章信息一览：

量子计算机，简单地说，它是一种可以实现量子计算的机器，是一种通过量子力学规律以实现数学和逻辑运算，处理和储存信息能力的系统。它以量子态为记忆单元和信息储存形式，以量子动力学演化为信息传递与加工基础的量子通讯与量子计算，在量子计算机中其硬件的各种元件的尺寸达到原子或分子的量级。

举个例子：如果经典计算机是蜡烛，量子计算机就是电灯泡，二者都是为了发光，但是点亮方式不同、照亮范围也有区别。即使你不断改良蜡烛，也做不出来电灯泡。经典计算机的计算是用一系列的0和1来存储信息。0和1系列中的每个单位被称为比特，一比特可以被设置为0或1；量子计算机是用用量子比特来存储信息。

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是的。量子比特是量子计算和量子信息的基本单元之一，可以看做是量子的计算和存储载体。

1、在科技前沿，量子计算，一个由物理***理查德·费曼在1981年首次提出的概念，以其颠覆性的原理深深吸引了IT业者的目光。其核心在于物理实现与量子算法的巧妙结合，其中量子计算机凭借其独特的叠加态，能够在极小的空间内存储海量信息，运算速度远超我们熟悉的经典计算机。

2、对于量子计算，我的理解是，一个量子位可能有多个状态，那么进行计算后也可以有多个结果。比如因式分解15，1个量子位可能状态有1，2，。那么计算结果可能同时有1*5， 2*5， 3*5。这其中会有一个是正解。

（图片来源网络，侵删）

3、量子计算机，顾名思义，就是实现量子计算的机器。要说清楚量子计算，首先看经典计算。经典计算机从物理上可以被描述为对输入信号序列按一定算法进行变换的机器，其算法由计算机的内部逻辑电路来实现。

量子的重叠与牵连原理产生了巨大的计算能力。普通计算机中的2位寄存器在某一时间仅能存储4个二进制数（00、011）中的一个，而量子计算机中的2位量子位（qubit）寄存器可同时存储这四个数，因为每一个量子比特可表示两个值。如果有更多量子比特的话，计算能力就呈指数级提高。

现代的计算机晶体管虽然越来越小，要提高计算能力只能不停叠加晶体管，集成度很高，但数量很庞大，需要消耗大量的能量，这就导致科学界发展光子计算、生物计算、量子计算等领域解决大量的能源消耗和摩尔定律导致的计算能力瓶颈问题。

量子计算机原理量子计算机的核心部分在于离子电磁阱作用，通过核磁共振给通电的离子电磁阱热浴使原子能级中的量子位对齐形成离散能级谱，而晶格中的原子、离子经过光学谐振腔作用使原子、离子进行受激辐射组成量子线路，随后因在超导环境中的低熵状态下使量子不易流失从而利于纠错。

量子计算机怎样工作？传统计算机使用晶体管的特性（类似于开关），其有两种状态，要么开，要么关。这个基本的一个单位，我们称之为比特，在数学上，可以用二进制的0、1来表示。这是计算机最底层硬件的信息表示方式。而量子计算机，使用量子“叠加”、“纠缠“、”干涉”的物理特性，进行计算而设计的硬件。

量子计算机（quantum computer）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。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。

就是用量子比特代替原来的普通比特。从物理层面上来看，量子计算机不是基于普通的晶体管，而是使用自旋方向受控的粒子（比如质子核磁共振）或者偏振方向受控的光子（学校实验大多用这个）等等作为载体。当然从理论上来看任何一个多能级系统都可以作为量子比特的载体。

关于量子计算机是怎么记录比特的，以及量子比特算法的相关信息分享结束，感谢你的耐心阅读，希望对你有所帮助。