不過量子計算機優秀歸優秀,但如何實現制造出一臺沒有誤差、且用途廣泛的量子計算機,依舊是科學界最大的難題。
這其中的關鍵,就在于量子計算機使用的基本信息單元量子比特了。
與常規計算機使用的非0即1的二進制碼不同,量子比特可同時以0和1的狀態存在。
這種不確定性來源于物理學中的量子疊加“即一個量子系統能同時存在于多個分離的量子態中。”
這就話有些繞口,但要簡單的理解其實很容易。
最快的方法,就是著名量子物理學家薛定諤的那只“既死又活”的貓了。
薛定諤的貓指的是一只被關在密閉房間內的貓。
在這個密閉的房間里面,有一瓶裝著劇毒氣體的玻璃瓶,瓶上方有一個裝有放射性鐳原子的盒子,盒里還有一個偵測放射性鐳原子是否發生衰變的機關。
若鐳原子發生了衰變,這個機關則控制一個錘子砸碎玻璃瓶,釋放出毒氣,貓死亡。
若是沒有衰變,則機關不會觸發,貓活著。
但根據量子力學理論,由于放射性的鐳處于衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加。
理論上來說,貓就應該處于死貓和活貓的疊加狀態。
所以在沒有打開盒子前,你永遠無法知道盒子里面的貓是死是活。
而在打開盒子后,它則會迅速坍縮成唯一現實,死,或者活。
盡管薛定諤提出這個理論一開始只是為了嘲諷量子力學,但想要最快的方式理解量子疊加,這是最簡單也是最合適的。
雖然人們在實際生活中并不會遇到這樣的“幽靈貓”,但量子比特卻存在相似的情況。
它可以同時具有兩個或兩個以上的多重狀態,就薛定諤的貓一樣,既死又活。
而打破疊加態的方法是測量。
我們打開盒子后便知道了薛定諤的貓的生死,是因為我們得到了確定的結果非死即活,疊加態便不復存在。
而量子計算機的計算過程,便涉及通過測量量子比特,使其疊加量子態坍縮為0或1。
這是量子計算機的核心機理,也是實現量子計算機的最大核心難點。
因為量子比特的本質上就是本質上是處于疊加態的亞原子粒子。
它異常的敏感,無論是電子、離子或光子,亦或者量子比特周圍環境的細微變化,比如振動、電場、磁場、宇宙輻射等,都可能向量子比特輸入能量,進而使疊加態坍縮,使量子比特失效。
因此,量子比特需要密封在極冷、真空環境中以最大程度地避免任何干擾。
不過伴隨著強關聯電子體系理論框架的構建,物理學對拓撲物態的產生機制和特性的研究,在接下來的時間中能夠有效的為新型量子器件理論基礎。
它能極大的縮小新量子器件的制造與實現難度。
而作為實現強關聯電子體系理論框架的作者,徐川沒理由不繼續深入研究一下這方面的東西。
畢竟量子計算機要是得到了新的突破,那現有的傳統計算機,哪怕是大型超算,都將是戰五渣。
因為這并不是計算速度的問題,而是來自維度的碾壓
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