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量子计算机坦白的说 , 没人能理解他是怎么运作的 , 包括造他的人也不行 , 科学家能计算和预测一台量子计算机会做些什么 , 但并不知道他是怎么做到的 , 是量子计算机比普通计算机更快 , 因为量子计算机可以把信息编码在量子比特的叠加态中 , 所以它可以同时进行多项计算 , 瞬间产生所有可能的结果 , 最后量子比特整体的波函数以一种巧妙的方式坍缩 , 准确的得到最终的太刚好对应于正确的或者最优的结果 。 虽然这样听起来很厉害 , 但量子计算机并不是这么运作的 。
这种量子并行性始于上世纪80年代 , 是戴维多伊奇做出的开拓性的研究 , 但在今天这个领域的研究者 , 都知道这很可能是个错误的解释 , 有时只不过是为了方便而采用他 , 尤其是专业人员在对外解释的时候 , 那如果说不是并行性让量子计算机更快 , 那是因为什么呢?到目前为止 , 科学界还没有达成共识 , 但面对自己在这无知 , 我们应该虚心的接受 , 而不是用半真半假的说法去隐藏和掩盖他 , 量子计算是量子力学领域非常重要的一环 , 它关系到一些根本性的大问题 。
比如我们能用量子理论 , 正确的预测双缝衍射和贝尔纠缠检验的结果 , 却不能准确的说出为什么会出现这样的结果 , 再比如量子计算机在原理上有效 , 但我们也不能准确的说出它为什么有效 , 这两个例子实际上是同一类问题 , 这里需要注意的是 , 并行计算实际上是多世界诠释的体现 , 多世界诠释认为每一个可能出现的太都对应着一个物理现实 , 就是说一台量子计算机其实是在多个不同的世界中同时进行计算的 , 这就牵扯到多维宇宙的概念了 。
而咱们平时用的计算机呢?英特尔、AMD对吧?他们只能在一个世界中进行计算 , 但很多研究量子计算科学家认为 , 量子加速的关键并不在于并行性 , 更不要说什么再多世界中进行并行计算 , 而是在于纠缠 , 量子纠缠量子计算 , 利用量子比特的纠缠关系来整体操控他们 , 而无需单独的对每个量子比特进行反复运算 , 这就是说它可以在不同的多量子比特态间跳来跳去 , 这种纠缠从某种意义上 , 让量子计算机能做的事情更多了 , 进入异端的事件会影响另一端的情况 。
同理只要对量子比特组 , 做一件事就可以得到很多的结果 , 再从另一个角度看看 , 有人认为量子加速更多的是 , 因为量子态之间的干涉 , 说的是两个量子态的整体概率 , 并不等于它们各自概率的和AB的整体概率 , 不等于a的概率加上B的概率 。, 然纠缠本身就是干涉的一种呈现形式 , 它确立了两个态之间的关联 , 但是没有纠缠的情况下也可能出现干涉 , 双缝实验就是个例子 。
科技发展是突飞猛进的 , 现代研究结果清楚地表明 , 尽管多数的量子计算架构需要纠缠的参与 , 但它并不是最最本质的那个要素 , 德国的普朗克研究所提出了一种新的方法 , 只需要极小的一部分纠缠并可以运行 , 小到什么程度呢?小到可以无限接近于零都那么小了 。 为什么不能完全不要纠缠呢?因为他的方法是以代纠缠的太为初始的 , 纠缠逐渐减小 , 然后无限接近于零 。 神奇的是 , 这并不会影响计算结果 , 因此纠缠在量子家族中 , 可能并没有起到决定性的作用 , 根据理论的描述 , 量子计算机中的纠缠量再大 , 或者说干涉的量再大 , 也不能保证量子计算机比经典计算机更快 , 还有量子计算机的纠缠数量太多也不行 , 数量超过某个阈值之后 , 反而可能要用经典计算机来模拟量子计算机的计算 。
纠缠太多量子的优势就变小了 , 量子计算也是有瓶颈的 , 可是如果说量子计算机的快并非来自于多世界 , 也不是来自于纠缠或者干涉 , 那它来自哪里呢?实不相瞒我不知道 , 我们同样不知道在量子计算这口深井中还能挖出什么东西来 , 加拿大的一个团队使用了一种反直觉的方式 , 产生了一种方向不明的叠加态信息 , 再寄发送又接收的逻辑门之间传送 , 搞不清楚哪边是发送 , 哪边是接收 。 你们觉得这种情况很古怪吗?因为物质确实是可以朝着运动的 。
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