我们已经了解到量子计算机具有极大的计算速度优势,而充分利用这种优势就需要量子算法,接下来我们通过一个例子了解一下量子算法相比经典算法有哪些不同。
现在有这么一个选择题,经典计算机的求解方法是从a开始逐个开始的只需要重复计算两次才能得出答案。在量子算法中我们可以将两个选项ab的叠加态同时输入计算,计算一次即可求出答案。这就是量子计算与经典计算的关键区别之一。
量子算法可以利用量子的叠加态原里输入0和1的叠加态进行并行计算,以上方法就是1985年提出的Deutsch算发展核心思想,他是第1个证明量子算法比经典算法快的例子之一。其利用了量子并行的原理进行加速,使得原本需要两次查询的任务,在量子计算机中只需要一次查询即可完成。
量子计算在数据安全领域有极高的研究价值,例如RSA加密算法可以广泛应用于现在的计算机通信中,其核心设计是通过提高破解的计算成本来增强安全性,要破解一个现在常用的RSA密码系统用当前最快的计算机,也需要花费60万年的时间。
1994年Peter Shor提出了Shor算法。用这个方法量子计算机只需要三个小时即可破解最新的RSA密码系统。不过魔高一尺,道高一丈,为了应对量子计算机对通信安全的威胁,科学家们提出了同样基于量子力学性质实现的安全通信方式-量子密钥分发即QKD。这种加密方式的安全性来源于量子力学定律,而非计算复杂性,无论使用多么强大的计算机都无法破解QKD系统.所以有了QKD即时可以破解RSA的量子计算机问世,大家也不必担心自己的银行卡密码了。
时至今日QKD经过了几十年的发展,科学家们提出了许多不同的QKD协议,通讯距离和安全性有了巨大的飞跃,正朝着商业化实用化的目标不断前行,虽然量子计算如今还处于起步阶段,但全球各主要国家和企业早已纷纷加码布局量子计算。
百度世界大会百度量子计算研究所全新发布云元生量子计算平台-量易伏,并全面升级量子脉冲云计算服务系统-量麦和量子机器学习开发工具及量浆,通过构建以百度量子平台为核心的量子生态,开启量子时代的大门,追逐人人皆可量子的愿景。