量子计算机 现状 取代
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需要学量子计算机专业。
量子计算机研究意义：
研究量子计算机的目的不是要用它来取代现有的计算机。量子计算机使计算的概念焕然一新，这是量子计算机与其他计算机如光计算机和生物计算机等的不同之处。量子计算机的作用远不止是解决一些经典计算机无法解决的问题。
量子计算机理论上具有模拟任意自然系统的能力，同时也是发展人工智能的关键。由于量子计算机在并行运算上的强大能力，使它有能力快速完成经典计算机无法完成的计算。这种优势在加密和破译等领域有着巨大的应用。
扩展资料难点：
1、量子纠缠
量子作为最小的颗粒，遵守量子纠缠规律。即使在空间上，量子之间可能是分开的，但是量子间的相互影响是无法避免的。介于此，量子纠缠技术被联想到量子信息的传递领域。在一定意义上，利用量子之间飞快的交流速度从而实现信息的传递。
2、量子并行计算
量子计算机独特的并行计算是经典计算机无法比拟的重要的一点。同样是一个n位的存储器，经典计算机存储的结果只有一个。但是量子计算机存储的结果可达2n。
其并行计算不仅在存储容量上远超越了后者，而且读取速度快，多个读取和计算可同时进行。正是量子并行计算的重要性，它的有效应用也成为了量子计算机发展的关键之一。
参考资料来源：百度百科-量子计算机
谷歌造出量子计算机，3分钟完成的运算，超级计算机要用1万年！
如同传统计算机是通过集成电路中电路的通断来实现0、1之间的区分，其基本单元为硅晶片一样，量子计算机也有着自己的基本单位——昆比特（qubit）。昆比特又称量子比特，它通过量子的两态的量子力学体系来表示0或1。比如光子的两个正交的偏振方向，磁场中电子的自旋方向，或核自旋的两个方向，原子中量子处在的两个不同能级，或任何量子系统的空间模式等。量子计算的原理就是将量子力学系统中量子态进行演化结果。[1]
组成
量子计算机和许多计算机一样都是由许多硬件和软件组成的，软件方面包括量子算法、量子编码等，在硬件方面包括量子晶体管、量子储存器、量子效应器等。[3]
量子晶体管就是通过电子高速运动来突破物理的能量界限，从而实现晶体管的开关作用，这种晶体管控制开关的速度很快，晶体管比起普通的芯片运算能力强很多，而且对使用的环境条件适应能力很强，所以在未来的发展中，晶体管是量子计算机不可缺少的一部分。量子储存器是一种储存信息效率很高的储存器，它能够在非常短时间里对任何计算信息进行赋值，是量子计算机不可缺少的组成部分，也是量子计算机最重要的部分之一。量子计算机的效应器就是一个大型的控制系统，能够控制各部件的运行。这些组成在量子计算机的发展中占领着主要的地位，发挥着重要的运用。[3]
原理
量子计算机是一种基于量子理论而工作的计算机。追根溯源，是对可逆机的不断探索促进了量子计算机的发展。量子计算机装置遵循量子计算的基本理论，处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法。1981年，美国阿拉贡国家实验室的Paul Benioff最早提出了量子计算的基本理论。[4]
1、量子比特
经典计算机信息的基本单元是比特，比特是一种有两个状态的物理系统，用0与1表示。在量子计算机中，基本信息单位是量子比特（qubit），用两个量子态│0>和│1>代替经典比特状态0和1。量子比特相较于比特来说，有着独一无二的存在特点，它以两个逻辑态的叠加态的形式存在，这表示的是两个状态是0和1的相应量子态叠加。[4]
2、态叠加原理
现代量子计算机模型的核心技术便是态叠加原理，属于量子力学的一个基本原理。一个体系中，每一种可能的运动方式就被称作态。在微观体系中，量子的运动状态无法确定，呈现统计性，与宏观体系确定的运动状态相反。量子态就是微观体系的态。[4]
3、量子纠缠
量子纠缠：当两个粒子互相纠缠时，一个粒子的行为会影响另一个粒子的状态，此现象与距离无关，理论上即使相隔足够远，量子纠缠现象依旧能被检测到。因此，当两粒子中的一个粒子状态发生变化，即此粒子被操作时，另一个粒子的状态也会相应的随之改变。[4]
4、量子并行原理
量子并行计算是量子计算机能够超越经典计算机的最引人注目的先进技术。量子计算机以指数形式储存数字，通过将量子位增至300个量子位就能储存比宇宙中所有原子还多的数字，并能同时进行运算。函数计算不通过经典循环方法，可直接通过幺正变换得到，大大缩短工作损耗能量，真正实现可逆计算。
量子计算技术像是神话一样，显得颇为神秘。考虑到与这一技术有关的陈词滥调，这是可以理解的，例如，“量子计算机的运行速度将超过光速”、“量子计算机将取代所有传统计算系统”。
“量子计算将使所有安全加密算法失效”的说法甚嚣尘上，我们需要去伪存真，了解量子计算技术的破坏力及其在人工智能、机器学习和数据科学中的潜在应用。
虽然量子计算技术可能会对整个IT行业产生巨大的经济、工业和社会影响，但其运行速度不会达到光速，不会取代现有系统，更不会在一夜之间使所有安全加密算法失去用武之地。
但是，量子计算不应该被忽略。它在化学、最优化、机器学习和人工智能领域有着巨大潜力，并且能够解决受制于经典计算机体系结构而目前无法解决的关键问题。
什么是量子计算技术？
量子计算是一种基于亚原子粒子量子态的非经典计算技术。它与使用基于二进制的经典计算机完全不同。量子计算技术利用量子比特完成计算。一个量子比特可以表示一系列值，这被称为“叠加”。
叠加赋予量子计算机速度和并行性，因为每个量子位可以代表一个问题的多个答案。量子比特也可以链接在一起（称为“纠缠”）。每个纠缠的量子比特为系统增加两个额外的维度。纠缠与叠加的存在，使得量子计算机能够同时处理大量可能的结果。生产切实可行的量子计算机所需的高质量量子比特数量取决于要解决的问题。
量子计算机胜过经典计算机的能力被称为“量子霸权”。专家预测，对于有限数字的计算问题，“量子霸权”将在数年内成为现实。
量子计算技术的潜在应用
由于通用量子计算技术不大可能具有经济意义，因此其应用范围将是狭窄和高度集中的。尽管如此，量子计算技术确实有可能彻底改变某些行业。量子计算可能带来以下方面的突破：
·机器学习：通过更快的结构化预测改进机器学习，这一方面的例子包括玻尔兹曼机、量子玻尔兹曼机、半监督学习、无监督学习和深度学习。
·人工智能：更快的计算有助于改善感知、理解和电路故障诊断/二元分类器。
·化学：新的化肥、催化剂、电池化学物质都将推动资源利用率的提升;
·生物化学：新药、定制药物、甚至是生发剂;
·金融：量子计算可以实现更快、更复杂的蒙特卡罗模拟。
·医疗保健：DNA基因测序——例如放射治疗最优化/脑肿瘤检查，相关工作可以在数秒内完成，患者无需再等上数小时或数周。
·材料：超强材料、防腐涂料、润滑剂和半导体;
·计算机科学：更快的多维搜索功能、数学和仿真。
忽视量子计算技术的风险
虽然量子计算技术的未来在许多领域仍然存在不确定性，例如物理、材料和控制，但IBM、谷歌、英特尔和微软等跨国公司已经在量子计算技术硬件和软件方面投入了大量资金。
企业应当将量子计算技术视为竞争优势，因为新的量子启发算法可以为产品开发提供创新性的解决方案和新方法。它还可以显著缩短产品上市时间，并优化向客户交付产品。
此外，忽视量子计算技术可能会使企业在知识产权和专利方面面临风险：早期采用这一技术的企业将通过在特定领域内对量子启发式创新申请专利来获得竞争优势。例如，竞争对手可能会开发基于量子计算技术的解决方案，将蒙特卡罗模拟速度提高1000％，或者制药公司可能会显著缩短新药上市时间。
量子计算技术的现状
我们目前正处于量子计算技术寒冬——也就是说，炒作超过技术发展的风险，可能对公众对量子计算技术的认知和投资产生负面影响。媒体炒作提高公众认知，但同时给了公众不切实际的时间表和能力预期。过度的炒作会带来希望的破灭，这对量子计算技术尤其危险，因为它需要长期持续和集中的投资。
由于量子计算技术的物理基础仍处于发展阶段，因此至少5到10年内不会出现重大突破。
巨宣伤风： 现有计算机在运算上仍是串行,而量子计算则为并行,这一改变能使得运算速度获得指数性的提升,如果量子计算技术成熟,势必取代现有技术.但是,现在的量子计算技术离实际运用还有长远的距离.
宝塔区13368835733： 现在有光子、量子、分子计算机吗?未来哪种极有可能替代现在的电子计算机?或者说目前有这一类的芯片诞生 - ？
巨宣伤风： 量子计算机全世界有一些,但是由于能耗大,工作时温度高,需要降温设备,而且一台量子计算机的寿命不到一年.所以还在实验室中.就算研制成功了,也只有国家用的起,不可能像家用电脑一样流行. 量子计算机是所有计算机中计算速度最...
宝塔区13368835733： 如何看待D - Wave量子计算机的神话破灭 - ？
巨宣伤风： 量子计算机目前处于3岁刚起步的阶段,虽然可能随时倒下,但是作为晶体管的代替者是前途无量的,在60年代IBM的CEO说过,其实世界只需要5台计算机;咱们不说他是错的,回到当时的年代,计算机还在使用电子管;一个电子管和现在的手电筒一样大;一个计算机由上百个电子管组成,每个电子管都要相隔10cm以保证散热,这时候就要一个巨大的房间并且有一台永不停息的空调吹着;想一想,这都是个人用户不能承担的;和现在的d-wave很像;但是随着制造工艺的不断提升;在未来30年就可以见到消费者级的量子计算机(如果不会被其他材料代替的话),所以不要以现在看未来,毕竟未来总是能让你吓一大跳,要学会以未来看过去;在未来没有什么不可能;
宝塔区13368835733： 什么是量子计算机? - ？
巨宣伤风： 量子计算机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.量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究.研究可逆计算机的...
宝塔区13368835733： 在日益更新的信息时代,将来什么将取代电脑?？
巨宣伤风： 将来取代目前电脑的是 量子计算机.目前的是电子计算机.量子比电子小很多. 手机和电脑也有融合的趋势.HTC台湾省宏达电等公司制造的UMPC搭载了移动视窗和视窗两种系统,可以切换,既可以当电脑也可以当手机.
宝塔区13368835733： 为什么说量子计算机可以改变一切 - ？
巨宣伤风： 电子计算机以电平为单位进行计算,已经发展了50多年了,这50年来是电子计算机的发展的过程,同时也是电的应用的发展的过程,可见电子计算机不只是计算用途,更多的是电带给人们生活的改变.如同蒸汽革命,电革命,网络革命一样,量子计算机一旦开始发展,则意味着各行各业都会受到量子技术的影响,从而新一波的工业革命即将到来.不是可以改变一切,而是量子计算的时代,一切都将改变.世界上唯一没有变的就是改变.
宝塔区13368835733： 量子计算机什么时候取代电子计算机? - ？
巨宣伤风： 虽然现在很多公司都在研制,甚至加拿大有个d-wave公司说已经研制成功
宝塔区13368835733： 量子计算机是什么? - ？
巨宣伤风： 量子计算机技术涉及利用量子粒子作为一个替代位今天的电脑. 该理论的量子计算机始于20年前与保罗贝尼奥夫,物理学家在阿贡国家实验室,谁使用的概念图灵机作为一种模式的量子计算机. 一个图灵机组成的一盘磁带无限期长度可分为大...
宝塔区13368835733： 现阶段生物计算机、量子计算机已经发展到什么阶段了?在哪些方面有... - ？
巨宣伤风： 生物计算机目前没有多少研究,基本是停留在一个概念阶段. 量子计算机现在在硬件层面有很大突破,多光子通道的计算单元已经可以制造,离理想中的可以进行计算的量子计算单元预计还有10-15年距离. 软件层面上目前没有多少进展,毕竟硬件还有一段路要走.
宝塔区13368835733： 量子计算机和生物计算机各自的优缺点 - ？
巨宣伤风： 一、生物计算机. 优点: 1、体积小,功效高. 生物计算机的面积上可容纳数亿个电路,比目前的电子计算机提高了上百倍.同时,生物计算机,已经不再具有计算机的形状,可以隐藏在桌角、墙壁或地板等地方,同时发热和电磁干扰都大大...
