科技世界高大上的量子计算机到底是个什么鬼?

  自2016年8月16日,由中国科学技术大学研制的世界首颗量子科学实验通讯卫星“墨子”号成功发射上空以来,量子密钥分发建立的一次一密的加密方式,实现了点对点方式的安全通信。作为中科院空间科学先导专项中首批确定立项研制的4颗科学实验卫星之一,“墨子号”量子卫星的成功发射和在轨运行,不仅加速了我国广域量子通信网络的构建,ca888还可开展对量子力学基本问题在空间尺度的实验检验,从而加深人类对量子力学的理解。

  自此,“量子”一词走进国人的视线日,中科院量子信息和量子科技创新研究院实验室内一台由数千件元器件组成的光量子计算机的“幼儿”诞生了。中国科学技术大学潘建伟教授说,虽然这台光量子计算机的计算速度仍比较慢,但是它是未来量子计算机的雏形。未来的量子计算机将会以相对于如今的经典晶体管计算机的指数倍的运算速率来运算。

  相信很多人都听说过“薛定谔的猫”的故事。一只猫,被放在完全密封的盒子内,在有由不确定的控制因素的毒药和食物共存的情况下,如果不打开这个盒子,这只猫就处于一种非死非活的叠加态。这种特殊的状态正是量子理论的特性。

  量子可以认为是某种物质或某个物理量的不可分割的最小单位。“量子”一词起源于拉丁文quantus,意为“有多少”,代表“相当数量的某物质”。1900年左右,M普朗克为试图解决黑体辐射问题,引入“能量子”一词,为表示能量的最小单位。在1905年,爱因斯坦将“量子”一词引入光学,构成了“光量子”一词。后经玻尔、德布罗意、海森堡、薛定谔、狄拉克、玻恩等科学家们的不断完善,在20世纪的前半期,完整的量子力学理论初步建立,可用以描述微观世界里、用经典力学无释的物理现象。

  它是一种利用量子力学原理进行数据和信息处理的机器。通俗来说,当某个装置处理和计算的是量子信息,福利运行所依据的是量子算法时,它就是量子计算机。

  1, 可拓展的量子比特。对于光量子计算机,光子的偏振态可以作为一个量子比特;对于电子,可以采用其自旋态作为一个量子比特。同时,需要明确的一个定语为“可拓展的”,即如果要具备一个20个比特的光量子比特,首先要快速产生20个光子,而且要进行相应的测量。由于真正能实现可拓展的量子力学系统较少,因此对量子产生的效率要求非常高。

  3, 较长的相干时间。因为量子计算机加速性就是来自量子比特的相干叠加,量子比特是一个0跟1的相干叠加的,如果相干时间非常短,短到小于可操作时间,量子比特就会塌缩,变成经典比特,所以就得不到量子的加速性。

  4, 通用的量子逻辑门。普适性高和精度高的的通用量子逻辑门是量子计算的重要条件。目前的设计集中在量子异或门的方向上。

  5, 对量子比特进行测量。准确有效的测量方法能有效地辅助量子计算机的纠错以及计算过程,计算机的顺利运行。

  以上量子计算机的条件由DiVincenzo提出,一般,满足以上条件的计算机可称为量子计算机。

  PingWest品玩3月27日报道,保障美国联邦通信委员会(FCC)阿基特·帕伊(Ajit Pai)宣布,该委员会将于4月17日就美国手机运营商使用联邦资金购买华为或中兴通讯产品或服务的提案进行投票。这项提案是为了这些运营商在即将到来的5G网络中使用便宜但可能存在安全隐患的网络设备。