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薛定谔的猫

(2019-03-31 21:57:39) 下一个

核心:“薛定谔的猫”(Schrödinger's Cat),既是死的,又是活的。

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学史上最诡异的猫是这样被虐的一只猫放倒一个封闭的盒子里,盒子里极少量的放射性物质,一个盖革计数器,还有一个毒气瓶。一个小时内放射性物质发生原子衰变的几率为50%,如果发生衰变,计数器放电会引发一个装置打开毒气瓶,猫就会被毒气毒死。 请问:一个小时以后盒子里这只猫是死是活呢?

 

 

量子力学的解释是:只要没有人类的干预,没有人类的观测,那么这个盒子里的猫于“死”和“活”的叠加态。盒子被打开后,波函数坍塌,猫的状态被确定。

 

从薛定谔的猫开始,咱来说说量子计算机

 

 

 

现在的很多大公司英特尔,谷歌,IBM,微软以及一些政府都在争分夺秒地加大对量子计算的投资和探索,那么量子计算机能不能替代我们现在的传统计算机呢?它会给我们生活带来什么?我们家里会有一台量子计算机吗?我想告诉你是绝对绝对不会的,因为量子计算机只能在零下273度才能正常工作,你得裹多少层被子才敢开机。。。

 

我会用最浅显的语言解释一些概念,什么是量子,什么是量子纠缠,什么是量子叠加。

 

量子是微观物理学的一个概念。所谓量子,是构成物质的各种物理量最小的,最基本单位,不可分割。人们所熟知的分子、原子、电子、光子等微观粒子,都是量子的一种表现形态。如果你还是不特别明白,你就想想台阶,它们都是不连续的,你可以说台阶1,台阶2,但是没有台阶1.8。你可以把一个台阶想象成1个量子,量子很重要的一个特性就是不连续。

 

量子纠缠( Quantum Entanglement)。我们可以把两个量子想象成两个小兔子,在量子的世界里它们日日夜夜总是在一起,时间长了我们就明白了它们俩是一公一母,是领了证的, 结了婚的。但是我们只知道这对兔子是一公一母,但是不知道哪个是公哪个是母?所以我们把这两只量子兔子叫做处于“纠缠状态”。如果你观测到一只兔子是公的,另外一只呢,一定是母的!

 

量子叠加 (Quantum Superposition)上面提到的薛定谔的猫,既是死的又是活的,就是一种量子叠加状态。

 

传统的电子计算机最基本的单位是比特(bit)。 一个bit,要么是0,要么是1。 非0即1,非黑即白。量子计算机它的最基本的单位叫qubit,量子比特-就不一定是"1"或者是"0"了,它可能即是"1"又是"0"。因为它是处于“1 ”和 “0”的叠加状态。

 

量子计算机比传统计算机从算力上来讲强大了不知道多少倍,根本就不是一个数量级的,可以用一只蚂蚁和一个狮子来比较都不为过。

 

量子计算机遵循量子力学的规律进行高速数学及逻辑运算,存储,处理量子信息的物理装置。也就是说量子计算机处理的是量子信息,运行的是量子算法。

 

虽说理论上来说,量子计算机计算能力惊人,但是量子计算机也存在致命的缺点,量子叠加和量子纠缠是非常不稳定的状态,非常容易被干扰。所以这就是为什么一定要在零下273度的时候才能有正常的运行状态。第二点是精度差,错误率高。所以研发能够商用的量子计算机的道路任重而道远!

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