光量子計算機是偽科學嗎？光量子計算機的原理

2024-02-16 19:07:16

　　相信很多人知道薛丁格的貓這一理論，但是你知道這是從哪裡來得的一個猜想嗎?事實上就是源自光量子計算機。因為量子計算機的難以實現，在很長的時間裡，人們都認為光量子計算機的偽科學。但是，日前，中國科學家已經研究出了世界上首臺光量子計算機。下面為你公布光量子計算機是偽科學嗎?光量子計算機的原理。

光量子計算機是偽科學嗎

　　以前人們一直把量子計算機叫做偽科學，但是事實上，量子計算機已研發出來。而且是完完全全的中國造。

　　2017年5月3號，中國科學院在上海舉辦新聞發布會，宣布世界上第一臺超越早期經典計算機的光量子計算機誕生。據悉，該量子計算機是貨真價實的「中國造」，是中國科學技術大學潘建偉教授及其同事陸朝陽、朱曉波等，聯合浙江大學王浩華教授研究組攻關突破的成果。

　　這是歷史上第一臺超越早期經典計算機的基於單光子的量子模擬機，為最終實現超越經典計算能力的量子計算這一國際學術界稱之為「量子稱霸」的目標奠定了堅實的基礎。點擊查看詳情：。

量子計算機是什麼

　　量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源於對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。

量子計算機的原理

　　早先由理察·費曼提出，一開始是從物理現象的模擬而來的。可他發現當模擬量子現象時，因為龐大的希爾伯特空間使資料量也變得龐大，一個完好的模擬所需的運算時間變得相當可觀，甚至是不切實際的天文數字。理察·費曼當時就想到，如果用量子系統構成的計算機來模擬量子現象，則運算時間可大幅度減少。量子計算機的概念從此誕生。

　　我們假設一個「量子」距離也就是最小距離的兩個端點A和B。按照量子論，物體從A不經過A和B中的任何一個點就能直接到達B。換句話說，物體在A點突然消失，與此同時在B點出現。除了神話，你無法在現實的宏觀世界找到一個這樣的例子。量子論把人們在宏觀世界裡建立起來的「常識」和「直覺」打了個七零八落。

　　簡單的來說，量子計算機的原理就是用量子比特代替原來的普通比特。

　　從物理層面上來看，量子計算機不是基於普通的電晶體，而是使用自旋方向受控的粒子(比如質子核磁共振)或者偏振方向受控的光子(學校實驗大多用這個)等等作為載體。當然從理論上來看任何一個多能級系統都可以作為量子比特的載體。

　　從計算原理上來看，量子計算機的輸入態既可以是離散的本徵態(如傳統的計算機一樣)，也可以是疊加態(幾種不同狀態的機率疊加)，對信息的操作從傳統的「和」，「或」，「與」等邏輯運算擴展到任何么正變換，輸出也可以是疊加態或某個本徵態。所以量子計算機會更加靈活，並能實現並行計算。

　　相信知道量子計算機的人都應該知道一個理論：薛丁格的貓。

　　薛丁格之貓是關於量子理論的一個理想實驗。實驗內容是：這隻貓十分可憐，它被封在一個密室裡，密室裡有食物有。毒藥瓶上有一個錘子，錘子由一個電子開關控制，電子開關由放射性原子控制。如果原子核衰變，則放出α粒子，觸動電子開關，錘子落下，砸碎毒藥瓶，釋放出裡面的氰化物氣體，貓必死無疑。這個殘忍的裝置由奧地利物理學家埃爾溫·薛丁格所設計，所以此貓便叫做薛丁格貓。

　　量子理論認為：如果沒有揭開蓋子，進行觀察，我們永遠也不知道貓是死是活，它將永遠處於非死非活的疊加態，這與我們的日常經驗嚴重相違。