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TUhjnbcbe - 2023/9/16 19:24:00
毫无疑问,一台强大的量子计算机的发展将给这个世界带来冲击。它们对现代计算机安全所构成的威胁将是无法评估的,而我们应该对此担忧到何种程度目前还尚不清楚。理解量子计算机的部分挑战在于它们能够依赖于极其非直观的物理学理论。量子世界与我们生来就知道的日常经典世界完全不同。即使是物理学家也很难完全理解为什么会发生量子物理。对于习惯于处理经典世界计算机的科学家来说ーー黑色或白色,是或否ーー这些对于量子计算机来说是极其陌生的东西。拿量子比特来说,它并非是一个单位,而是两个,更难理解的是,它们之间并不是独立运行,而是通过纠缠现象相互影响。这就是为什么量子计算机运算能力之强的原因之一。传统的计算机是根据可用比特的数量来进行扩展的,而量子计算机的运算能力则与其内部运行中的量子比特的数量成指数关系。一台拥有两位二进制数的计算机可以构成四种不同的状态(00,01,10,11)。然而,传统计算机一次只能处理一种状态,而量子计算机则可以同时处理所有状态。原则上,能够减少传统计算机耗时的四分之一。同时,计算机拥有的量子位越多,这种优势就越大。一台2量子位计算机可以有效地并行处理4台传统计算机的工作;一台二十量子位计算机可以并行处理超过万台传统计算机的工作。虽然这并不完全正确,但它确实说明了量子机的潜在威力。不过,在量子计算机真正到来之前,我们必须应对两大挑战。首先就是硬件,因为量子计算机需要有足够的量子比特,并且必须将它们维持在一个足够长的量子状态之下。其次是来自随机噪声,比如热或振动干扰量子位。这会给计算带来误差,并且会扰乱量子态本身。如今,一些大公司ーーIBM、微软和谷歌已经在开发量子计算的编程语言。亚马逊和IBM甚至为那些量子计算机爱好者提供了简单的量子计算机内测名额。不仅如此,数十家创业公司已经出现,他们都在开发为量子未来做准备的软件产品。这个未来还要多久才能到来?目前大多数量子计算机最多只有个量子位。在接下来的几年里,这个数字可能会增加到0左右,但是真正有用的量子计算机可能至少还需要10年。在这期间,我们传统计算机世界还是相对安全的。
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