科学警报工作人员

量子计算机在物体被测量之前就根据其状态的概率进行计算–而不仅仅是1或0,这意味着与经典计算机相比,它们有可能处理指数级的数据。

经典计算机使用物理状态的确定位置进行逻辑运算。这些通常是二进制的,意味着它的操作是基于两个位置中的一个。一个单一的状态–如开或关,上或下,1或0–被称为一个位。

在量子计算中,操作则使用对象的量子状态来产生所谓的qubit。这些状态是物体在被检测到之前的未定义属性,例如电子的自旋或光子的偏振。

未测量的量子态不是有明确的位置,而是以混合的 "叠加 "形式出现,就像一枚硬币在落入你手中之前在空中旋转一样。

这些叠加可以与其他物体的叠加纠缠在一起,这意味着它们的最终结果将在数学上相关,即使我们还不知道它们是什么。

这些纠缠在一起的 "旋转硬币 "的不确定状态背后的复杂数学可以被插入到特殊的算法中,使经典计算机需要很长时间才能解决的问题变得简单……如果他们能够计算出这些问题的话。

这样的算法在解决复杂的数学问题、产生难以破解的安全密码或预测化学反应中的多种粒子相互作用方面会很有用。

量子计算机的类型

构建一台功能性的量子计算机,需要将一个物体保持在叠加状态下足够长的时间,以便对其进行各种处理。

不幸的是,一旦叠加状态与作为测量系统一部分的材料相遇,它就会在所谓的退相干中失去其中间状态,成为一个无聊的老式经典位。

器件需要能够屏蔽量子态的退相干,同时又要让它们易于阅读。

不同的工艺正在从不同的角度应对这一挑战,无论是使用更强大的量子工艺,还是找到更好的方法来检查错误。

量子计算的霸主地位

就目前而言,经典技术可以管理扔给量子计算机的任何任务。量子至上性描述了量子计算机超越其经典同行的能力。

一些公司,如IBM和谷歌,声称我们可能已经接近了,因为他们继续将更多的量子位塞进一起,并制造更精确的设备。

并非所有人都相信量子计算机值得付出努力。一些数学家认为,有一些实际上不可能克服的障碍,让量子计算永远遥不可及。

时间会证明谁是对的。

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