量子计算五大原理-量子 计算 原理
今天给大家分享量子计算五大原理,其中也会对量子 计算 原理的内容是什么进行解释。
文章信息一览:
- 1、量子计算的基本原理
- 2、量子计算的两个前提
- 3、现代最先进的计算机是什么?
量子计算的基本原理
1、量子计算是利用量子力学原理来实现的。基本原理 量子力学态叠加原理使得量子信息单元的状态可以处于多种可能性的叠加状态,从而导致量子信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力。
2、现代量子计算机模型的核心技术便是态叠加原理,属于量子力学的一个基本原理。一个体系中,每一种可能的运动方式就被称作态。在微观体系中,量子的运动状态无法确定,呈现统计性,与宏观体系确定的运动状态相反。量子态就是微观体系的态。
3、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。
4、量子计算的原理就是将量子力学系统中量子态进行演化结果。量子计算机的基本原理还是冯诺伊曼体系结构,量子计算机依然是分为两个主要单元,计算单元和存储单元。量子计算机和现在的电子计算机最大的不同在于其使用的存储单元,量子计算机用来存储数据的东西叫“量子比特”。
量子计算的两个前提
量子计算的两个前提是量子叠加原理和量子纠缠原理。量子叠加原理:量子叠加原理是指量子系统在没有被观测或测量之前,可以同时处于多个可能的状态。这意味着一个量子比特(qubit)可以同时表示0和1两种状态的叠加态,而不仅限于传统计算中的0或1。
量子计算的实现, 有两个层面的考虑。一个是抽象层面上, 以何种方式实现量子计算, 我们称之为量子计算的模式。量子科技加速发展。
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。
量子位(qubit)是量子计算的理论基石。在常规计算机中,信息单元用二进制的 1 个位来表示,它不是处于“ 0” 态就是处于“ 1” 态. 在二进制量子计算机中,信息单元称为量子位,它除了处于“ 0” 态或“ 1” 态外,还可处于叠加态(superposed state)。
这种计算称为量子并行计算。量子并行处理大大提高了量子计算机的效率,使得其可以完成经典计算机无法完成的工作,如一个很大的自然数的因子分解(后面将叙及)。量子相干性在所有的量子超快速算法中得到了本质性的利用[2]。
迈克尔·梅伯里说:“尽管传统计算用尽洪荒之力几十年才能解决的数据问题,量子计算可能只需要1秒就能搞定,但是,创建一个控制得很好的环境是前提。
现代最先进的计算机是什么?
可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。计算机发明者约翰·冯·诺依曼。计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一,对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响,并以强大的生命力飞速发展。
世界第一台电子计算机问世是1946年2月15日,世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”(ENIAC)在美国研制成功。美国国防部用它来进行弹道计算。世界上第一台电子计算机用了18000个电子管,占地150平方米,重达30吨,耗电功率约150千瓦,每秒钟可进行5000次运算。
ENIAC。第一台计算机叫ENIAC(电子数字积分计算机的简称,英文全称为ElectronicNumericalIntegratorAndComputer),它于1946年2月15日在美国宣告诞生。计算机(computer)俗称电脑,是现代一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。
由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
高速,精确地进行信息处理的现代化的电子设备,它能够按照程序引导的确定步骤,对输入数据进行加工处理、存储或传输,以便获得所期望的输出信息。由于计算机强大的信息处理功能,可以代替一部分人脑的劳动,人们把它看做是人脑的延伸,所以人们把计算机称为“电脑”,把微型电子计算机称为微电脑。
是能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。微机,即微型计算机。
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