人类从开始认识“量子现象”到建立起“量子理论”距今已经过去了100 多年的时间。
如今,人们正试图利用这种大自然的运算方式建造量子计算机,量子计算将对人类文明的发展产生极其深远的影响。
1、但量子现象究竟是什么?
人类是否理解被爱因斯坦称为“鬼魅般的远距离作用”的量子纠缠现象?这个现象和问题其实很难一下子能够说清楚。
在我们所生活的宏观世界中,人类的行为由经典力学所决定,因此我们处理信息的方法也是 “经典力学式”的,即使是到了纳米尺度的电子计算机也是以“经典”的方式处理数据。
但是在原子量级,自然界的规律却是由量子力学所决定,这与传统计算机利用不同的电压代表 “0”和“1”两个数宇进行存储和计算有本质的不同。
量子计算的基本单元“量子比特”(qubit)利用量子力学的“叠加态原理”,可以同时代表“0”和“1”两个数值,并且利用概率进行计算,这使它的计算能力与传统计算机之间将出现指数级别的差异。
2、量子计算能够做什么?
随着科技进步和发展,量子计算正在逐步成为现实,而它把计算能力延伸到了远超传统计算机可以想象的地步。”卓越的计算能力将使人未来在药品研发、材料研究、人工智能、大数据搜索、天气预报、解读 DNA 序列、预测股市、模拟分子运动等各个领域都实现飞跃。
3、量子计算如何展现出“远超传统计算机的计算能力和应用空间!”
它接受输入,通过最终的测量给出个输出值,但是它的运算过程则是完全无法控制的,无法观测的量子态,这是自然界真正的运算方式。正如科学家们所预想的:“利用量子计算机将可以更准确地模拟大自然。”理解大自然鬼斧神工和解释更多的神秘自然现象!
尽管如此,量子计算也只是利用了量子力学中最为神秘也最令人难以理解的现象进行计算,它为人类真正理解量子态带来了新的机会。
4、量子过程究竟是怎么样的一个过程?
波函数中为什么会有虚数“i”出现?波函数到底是不是真实存在?量子叠加态究竟是一种什么样的状态?量子纠缠的本质又是什么?人类又是如何利用最令人迷惑的自然现象,一步步地搭建起计算能力超群的量子计算机?这就需要从量子现象中最令人感到迷惑的量子纠缠谈起。
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