量子计算机理论极限-量子计算机理论极限是什么
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文章信息一览：
- 1、量子计算机的速度能达到多少
- 2、量子计算机能有多快?
- 3、量子计算机工作原理
- 4、量子计算机的极限?
量子计算机的速度能达到多少
1、量子计算机运行速度已达10个比特，也就是每次能做出***次运算，随着量子计算机的进一步研发，速度会更快。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。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。
2、量子计算机的运算速度是传统计算机无法比拟的。根据理论预测，量子计算机能够以惊人的速度解决复杂问题。例如，在GHz时钟频率下，一个具备亿亿亿变量求解能力的量子计算机预计仅需10秒钟即可完成任务。量子计算机的潜力巨大，一个拥有100个光子的设备每秒可执行高达1万亿次的运算。
3、量子计算不仅是速度快，而且是位宽大。根据理论预计，求解一个亿亿亿变量的线性方程组，利用GHz时钟频率的量子计算机将只需要10秒钟的计算时间。拥有100个光子的量子计算设备每秒钟的运算能力可高达1万亿次。
4、根据理论预计，求解一个亿亿亿变量的线性方程组，利用GHz时钟频率的量子计算机将只需要10秒钟的计算时间。拥有100个光子的量子计算设备每秒钟的运算能力可高达1万亿次。量子计算机是通过量子分裂式、量子修补式来进行一系列的大规模高精确度的运算的。其浮点运算性能是普通家用电脑的CPU所无法比拟的。
5、因为量子的计算速度和可控量子数n有关，大概是乘方的关系2∧n（2的n次方）。但是目前这个可操控数还比较低，大概不到20。而电子计算机现在很成熟，超大规模集成电路上，一块指甲盖大小的面积就可以有几亿个元件。现在家用电脑的运算速度大概是每秒5×10∧9次，超级计算机是39亿亿次。
6、而“九章”的速度比“悬铃木”要快100亿倍，同时还能弥被其需要依赖样本数量的技术缺陷。以高斯玻色取样类数学算法来说，现在世界上运行速度最快的超级计算机“悬铃木”完成这组算法需要花费的时间是6亿年，而“九章”只需要200秒。
量子计算机能有多快?
量子计算机运行速度已达10个比特，也就是每次能做出***次运算，随着量子计算机的进一步研发，速度会更快。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。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。
根据理论预计，求解一个亿亿亿变量的线性方程组，利用GHz时钟频率的量子计算机将只需要10秒钟的计算时间。拥有100个光子的量子计算设备每秒钟的运算能力可高达1万亿次。
每秒1万亿次。如果传统计算机的速度是自行车，24比特量子计算机的速度就好比飞机，24比特量子计算机的运算速度是每秒运算高达1万亿次。24比特量子计算能够直接计算并提取出相应信息，相当于一个拥有2的N次方双手，可以同时做2的N次方双手可以做的事情。
需要把所有可能性列举并验证一遍，才能“找到”正确的信息，这相当于一个拥有双手的人，一个时间段只能做一件事情；而量子并行计算能够直接计算并提取出相应信息，相当于一个拥有2的N次方双手的千手观音，可以同时做2的N次方双手可以做的事情。后者速度有多快，就取决于N的指数级增加。
根据理论预计，求解一个亿亿亿变量的线性方程组，利用GHz时钟频率的量子计算机将只需要10秒钟的计算时间。拥有100个光子的量子计算设备每秒钟的运算能力可高达1万亿次。量子计算机是通过量子分裂式、量子修补式来进行一系列的大规模高精确度的运算的。其浮点运算性能是普通家用电脑的CPU所无法比拟的。
量子计算机的速度与传统计算机相比，就像飞机与自行车的差别。例如，求解一个涉及亿亿亿个变量的方程组，使用目前世界上最快的“天河二号”超级计算机需要100年，而一台万亿次的量子计算机只需0.01秒。 直到这台原型机的出现，量子计算速度超越经典计算机一直只是理论上的预测。
量子计算机工作原理
1、量子计算机的工作原理：量子计算机是一种基于量子理论而工作的计算机。追根溯源，是对可逆机的不断探索促进了量子计算机的发展。量子计算机装置遵循量子计算的基本理论，处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法。1981年，美国阿拉贡国家实验室的Paul Benioff最早提出了量子计算的基本理论。
2、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。
3、量子计算机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。
4、其实科学家早已注意到，原子是个天然的计算机。它会旋转，而且很有规律，方向不是朝上就是朝下，这正好与数字科技的“0”与“1”吻合。但原子有一个怪异的特性：一个原子，可以在同一时间向上并向下旋转，直到你用电子显微镜或其他工具测量它，才会迫使它选择一个固定方向。
5、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。
量子计算机的极限?
在一般电脑中，比特代表着信息的最小单位。 量子计算机使用的是量子比特，它同样可以设成0和1。一个量子比特可以是任何二阶的量子系统，像是自旋和磁场，或是单一的光子，0和1是系统中可能存在的状态，就像是光子横向或纵向的偏振。
如果我们能充分利用量子纠缠和叠加的特性，量子计算机的运算效率就将大大超过传统计算机的效率，由于量子比特可以同时表示多种状态，因此它的 一 次运算就可以处理多种不同指令，而一个40比特的量子计算机，就能在很短时间内解开***位计算机花上数十年才能解决的问题。
设计量子计算机 随着研究人员对这种量子速度极限的更多了解，它将影响量子计算机处理器的设计。就在工程师们发现如何缩小晶体管的尺寸并将它们更紧密地封装在一个经典的计算机芯片上时，他们需要一些聪明的创新来构建尽可能快的量子系统，尽可能接近极限速度。有很多东西需要我这样的研究人员去探索。
量子电脑分别对传统电脑的限制作了推广。量子计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述，如二能级系统，量子计算机的变换（即量子计算）包括所有可能的正变换。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。
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