什么是量子计算机?
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。量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。
与一般计算机比较起来,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。
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)。之前我们用0和1表示两个状态,而量子计算机的两个状态用0和1的相应量子叠加态来表示,单个量子CPU具有强大的并行处理数据的能力,其运算能力随CPU的个数指数增加!举个例子,现在我们人手一台的笔记本电脑,计算速度已经很快了,但是当多任务并行的时候,比如快速打开杀毒软件、浏览器、办公软件、音视频软件,就会经常卡顿 ,之所以卡顿,是受传统计算机的计算方式所限,即串行计算。而量子计算是并行计算,即可同时处理多任务进程而互不影响。卡顿的情况就不存在了。量子计算机可用于海量数据的计算。再举个例子,我们现在的网络加密依赖于RSA公钥体系,即传统的计算机很难完成大数的质数分解计算,而量子计算可以把计算过程按数量级缩减,经典计算机几十亿年都不能完成的计算,量子计算机只要几分钟就可以完成了。在量子计算机面前,基于RSA公钥体系的所有的邮件、银行账户、机密文件都将被轻而易举的攻破。好在我们已经有了从物理原理上阻止窃密的量子通信,量子计算机真正研发成功之后,整个世界的加密体系必然要换一换,小伙伴们大可不必担心。更重要的是,量子计算可以在科学研究中发挥巨大作用。无论是生物化学反应过程的模拟,还是气候变化等大数据的处理,都是量子计算发挥作用的地方,而这正是经典计算机的短处。因此,量子计算机已经成为各国争相抢占的科技高地,谷歌、微软、IBM在这方面也有重金投入。
量子科学实验室是利用什么?
是利用量子纠缠的超巨效应实现传递信息的全新通讯。量子纠缠的超距效应被爱因斯坦嘲讽为“鬼魅般的超距作用”。就是它们的速度快到超过了空间甚至时间距离,不管多远距离,都能即刻到达。这就是中国在2016年发射首颗量子卫星“墨子号”后,全世界为什么都给惊讶到了,因为它第一次做到了千公里级的量子纠缠,让通信更安全。现在中国在原来的基础上打造世界最大的量子实验室,将会在量子物理上带来新的飞跃。
量子技术哪个国家排名第一?
世界上量子技术最发达最先进的国家屈指可数,中,美,俄,日,欧盟。但根据现实的量子技术应用上,据披露的消息上,中国勇冠三军,拔得头筹。比如在量子通信上有“墨子”号通信卫星,有量子雷达,有量子计算机如九章。
在量子科技领域,我国总体上处于世界一流水平和国际第一梯队。
分开来看:
1,量子通信方面:我国在量子通信的研究和应用方面,处于国际领先地位(可以说是世界第一)。比如,2016年8月16日,世界上首颗量子通信卫星“墨子号”发射升空。我国每年在量子通信方面的论文发表数量,也是居世界前列。
2,量子计算方面:我国在量子计算方面与发达国家处于同一水平线。比如,我国的量子计算原型机“九章”和量子计算机操作系统“本源司南”。值得一体的是,在量子计算机领域,我国是弯道超车,直接打破了美国在量子计算领域的霸权。
3,量子精明测量方面:我国在量子精密测量方面与美国等发达国家有一些差距,但是差距很小,而且我国在这方面也是发现迅速,相信不久就可以反超。
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