第123章 ，量子計算機（第2頁）

“無論是量子并行計算還是量子模擬計算，本質(zhì)上都是利用了量子相干性。遺憾的是，我們在實際系統(tǒng)中量子相干性很難保持?！?/p>

“在量子計算機中，量子比特不是一個孤立的系統(tǒng)，它會與外部環(huán)境發(fā)生相互作用，導致量子相干性的衰減，即消相干（也稱“退相干”）。因此，要使量子計算成為現(xiàn)實，一個核心問題就是克服消相干?！?/p>

周境波開始緩緩的講解起自己工作當中遇到的難題，你需要別人替你解答疑問，就需要將事情的前因后果全部都慢慢的說清楚，此時周境波就是這樣。

“為了消除量子消相干，我們采用了無數(shù)種方法，最終我們發(fā)現(xiàn)量子編碼是迄今發(fā)現(xiàn)的克服消相干最有效的方法?！?/p>

“而主要的幾種量子編碼方案是：量子糾錯碼、量子避錯碼和量子防錯碼。量子糾錯碼是經(jīng)典糾錯碼的類比，是目前研究的最多的一類編碼，其優(yōu)點為適用范圍廣，但是缺點是效率不高。”

周境波降到這里的時候稍微停下來，讓劉清泉先將前面的東西給吸收一下。

劉清泉聽完周境波的話之后，腦海之中不斷的運算著對方的思路，見多識廣的劉清泉自然是一下就知道他們遇到了什么問題。

量子計算機，顧名思義，就是實現(xiàn)量子計算的機器。要說清楚量子計算，首先看經(jīng)典計算。經(jīng)典計算機從物理上可以被描述為對輸入信號序列按一定算法進行變換的機器，其算法由計算機的內(nèi)部邏輯電路來實現(xiàn)。

經(jīng)典計算機具有如下特點；其輸入態(tài)和輸出態(tài)都是經(jīng)典信號，用量子力學的語言來描述，也即是:其輸入態(tài)和輸出態(tài)都是某一力學量的本征態(tài)。如輸入二進制序列0110110，用量子記號，即|0110110＞。所有的輸入態(tài)均相互正交。對經(jīng)典計算機不可能輸入如下疊加態(tài)：c1|0110110＞＋c2|1001001＞。

經(jīng)典計算機內(nèi)部的每一步變換都演化為正交態(tài)，而一般的量子變換沒有這個性質(zhì)，因此，經(jīng)典計算機中的變換（或計算）只對應一類特殊集。

相應于經(jīng)典計算機的以上兩個限制，量子計算機分別作了推廣。量子計算機的輸入用一個具有有限能級的量子系統(tǒng)來描述，如二能級系統(tǒng)（稱為量子比特，量子計算機的變換（即量子計算）包括所有可能的么正變換。

因此量子計算機的特點為:量子計算機的輸入態(tài)和輸出態(tài)為一般的疊加態(tài)，其相互之間通常不正交；

量子計算機中的變換為所有可能的么正變換。得出輸出態(tài)之后，量子計算機對輸出態(tài)進行一定的測量，給出計算結(jié)果。

由此可見，量子計算對經(jīng)典計算作了極大的擴充，經(jīng)典計算是一類特殊的量子計算。量子計算最本質(zhì)的特征為量子疊加性和量子相干性。

量子計算機對每一個疊加分量實現(xiàn)的變換相當于一種經(jīng)典計算，所有這些經(jīng)典計算同時完成，并按一定的概率振幅疊加起來，給出量子計算機的輸出結(jié)果。這種計算稱為量子并行計算。

量子計算機相比傳統(tǒng)的計算機具有非常明顯的優(yōu)勢；量子特性在提高運算速度、確保信息安全、增大信息容量和提高檢測精度等方面可能突破現(xiàn)有經(jīng)典信息系統(tǒng)的極限。

一個250量子比特（由250個原子構(gòu)成）的存儲器，可能存儲的數(shù)達2的250次方，比現(xiàn)有已知的宇宙中全部原子數(shù)目還要多。

用量子搜尋算法攻擊現(xiàn)有密碼體系，經(jīng)典計算需要1000年的運算量，量子計算機只需小于4分鐘的時間。

量子密鑰體系采用量子態(tài)作為信息載體，其安全性由量子力學原理所保證。

基于量子隱形傳態(tài)過程，可以實現(xiàn)多端分布運算，構(gòu)成量子因特網(wǎng)。

……

“你們是不是在為如何提高量子編碼的效率而發(fā)愁？”

對于量子計算機，劉清泉也是一直非常關(guān)注，量子計算機雖然看起來好像比量子泡沫炸彈，量子通訊似乎更簡單一些，但是實際上，量子計算機的功能非常強大，但是它的計算比起量子通訊和量子泡沫炸彈還要復雜無數(shù)倍。

量子計算機所包涵的技術(shù)本身就包涵了量子通訊技術(shù)和量子泡沫技術(shù)，并且還涉及了無數(shù)的其他相關(guān)新量子技術(shù)，并不是像普通人想象的那樣量子計算機的計算更簡單！

ps：推薦一本毫無下限的幻想小說，寫的是所有的幻想人物都突然降臨到了現(xiàn)實世界，包括小說、漫畫、電影、游戲、神話傳說里的幻想人物，世界因此變得混亂，各種幻想人物的大亂斗就此展開。這本書叫做《全世界大幻想》！(未完待續(xù)。）