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量子计算机物理载体-量子计算机信息物理载体

量子计算 3个月前 (06-03) 19

接下来为大家讲解量子计算机物理载体，以及量子计算机信息物理载体涉及的相关信息，愿对你有所帮助。

文章信息一览：

量子计算机（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。

简单地说，量子计算机就是基于量子力学基本原理的计算机，和常规计算机的区别主要在于其基本信息单元不是比特（bit）而是量子比特（qubit）。

（图片来源网络，侵删）

由量子比特构成计算机被称为“量子计算机”。传统数字计算机由二进制数字构成（0或1），而量子计算机是由量子比特构成。量子比特在某种程度上能够同时代表0和1（也就是所谓的量子叠加）。量子比特代表多重数值的能力让量子计算机的运算能力远超过传统计算机。

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。

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。

（图片来源网络，侵删）

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。

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。

1、量子计算机信息处理量愈多，对于量子计算机实施运算也就愈加有利，也就更能确保运算具备精准性，但是普通计算机处理量越多就负载越大，就会变慢。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。

2、光子计算机、分子计算机、量子计算机和纳米计算机。量子计算机，量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究，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。光子计算机，光子计算机是利用光子取代电子进行数据运算、传翰和存储。

3、既然计算机中的每一步操作都可以改造为可逆操作，那么在量子力学中，它就可以用一个幺正变换来表示。早期量子计算机，实际上是用量子力学语言描述的经典计算机，并没有用到量子力学的本质特性，如量子态的叠加性和相干性。在经典计算机中，基本信息单位为比特，运算对象是各种比特序列。

关于量子计算机物理载体，以及量子计算机信息物理载体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。