在科技發(fā)展的如此迅速的今天，量子計算機(jī)相信大家也不會陌生吧。這種計算機(jī)的目的是用來。研究解決計算機(jī)中的能耗問題。遵循著量子力學(xué)規(guī)律的它，在我們現(xiàn)實中它被運用到很多加密解除計劃的領(lǐng)域當(dāng)中。所以如果大家想了解一下它的工作原理的話，不妨看學(xué)習(xí)啦小編給今天給大家?guī)淼囊韵轮R。

簡單來說：

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(jī)不是基于普通的晶體管，而是使用自旋方向受控的粒子(比如質(zhì)子核磁共振)或者偏振方向受控的光子(學(xué)校實驗大多用這個)等等作為載體。當(dāng)然從理論上來看任何一個多能級系統(tǒng)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(jī)的輸入態(tài)既可以是離散的本征態(tài)(如傳統(tǒng)的計算機(jī)一樣)，也可以是疊加態(tài)(幾種不同狀態(tài)的幾率疊加)，對信息的操作從傳統(tǒng)的“和”，“或”，“與”等邏輯運算擴(kuò)展到任何幺正變換，輸出也可以是疊加態(tài)或某個本征態(tài)。所以量子計算機(jī)會更加靈活，并能實現(xiàn)并行計算。

要解釋細(xì)節(jié)的話有些麻煩， 給你些關(guān)鍵詞可以去查：

1. 量子態(tài)， quatum State

2. 量子疊加態(tài)， Quantum superposition

3， 量子比特， Qubit

4, 幺正變換 Unitary Transformation

5， 量子邏輯， Quantum Logic

6, 量子門， Quantum Gate (對應(yīng)于傳統(tǒng)的邏輯門，其實就是一些特殊的正變換)

7, 量子算法， quantum Algorithm (當(dāng)然量子計算機(jī)也能實現(xiàn)傳統(tǒng)的算法)

8, 然后關(guān)于從物理層面如何實現(xiàn)的最好從量子光學(xué)開始， 因為偏振的光子是最簡單的。

深層來說：

普通的數(shù)字計算機(jī)在0和1的二進(jìn)制系統(tǒng)上運行，稱為“比特”(bit)。但量子計算機(jī)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)更為強(qiáng)大。它們可以在量子比特(qubit)上運算，可以計算0和1之間的數(shù)值。假想一個放置在磁場中的原子，它像陀螺一樣旋轉(zhuǎn)，于是它的旋轉(zhuǎn)軸可以不是向上指就是向下指。常識告訴我們：原子的旋轉(zhuǎn)可能向上也可能向下，但不可能同時都進(jìn)行。但在量子的奇異世界中，原子被描述為兩種狀態(tài)的總和，一個向上轉(zhuǎn)的原子和一個向下轉(zhuǎn)的原子的總和。在量子的奇妙世界中，每一種物體都被使用所有不可思議狀態(tài)的總和來描述。

想象一串原子排列在一個磁場中，以相同的方式旋轉(zhuǎn)。如果一束激光照射在這串原子上方，激光束會躍下這組原子，迅速翻轉(zhuǎn)一些原子的旋轉(zhuǎn)軸。通過測量進(jìn)入的和離開的激光束的差異，我們已經(jīng)完成了一次復(fù)雜的量子“計算”，涉及了許多自旋的快速移動。

從數(shù)學(xué)抽象上看，量子計算機(jī)執(zhí)行以集合為基本運算單元的計算，普通計算機(jī)執(zhí)行以元素為基本運算單元的計算(如果集合中只有一個元素，量子計算與經(jīng)典計算沒有區(qū)別)。

以函數(shù)y=f(x)，x∈A為例。量子計算的輸入?yún)?shù)是定義域A，一步到位得到輸出值域B，即B=f(A);經(jīng)典計算的輸入?yún)?shù)是x，得到輸出值y，要多次計算才能得到值域B，即y=f(x)，x∈A，y∈B。

量子計算機(jī)有一個待解決的問題，即輸出值域B只能隨機(jī)取出一個有效值y。雖然通過將不希望的輸出導(dǎo)向空集的方法，已使輸出集B中的元素遠(yuǎn)少于輸入集A中的元素，但當(dāng)需要取出全部有效值時仍需要多次計算。

看完如此眾多的知識之后。我知道大家對量子計算機(jī)更深入的了解了不少。我希望大家在通過這樣的了解之后，能夠?qū)@種高層次的計算機(jī)有更進(jìn)一步的認(rèn)識。因為這種計算機(jī)，給?？茖W(xué)界帶來不少的好處。有興趣更深一步專研的你們，希望能夠繼續(xù)利用這種計算機(jī)的潛力，更進(jìn)一步地投入到科學(xué)發(fā)展當(dāng)中。