德國科學(xué)家率先研發(fā)出“量子電路”
自從電子計算機普及以來便掀起了第三次科技革命的高潮;ヂ(lián)網(wǎng),電子商務(wù),大數(shù)據(jù)等等新興技術(shù)全都依賴于計算機。如今人們已經(jīng)把電子計算機的替代物構(gòu)思出來了,那就是量子計算機。但是數(shù)十年來,量子計算機僅僅是一個美好的預(yù)期,在商業(yè)化的道路上遇到了前所未有的困難。而最近德國科學(xué)家也開始解決量子計算中的硬件問題。 量子計算機為什么要比傳統(tǒng)的電子計算機快? 傳統(tǒng)的電子計算機遵守經(jīng)典物理學(xué)的規(guī)律。它們依賴于二進制數(shù)0和1。0和1是電腦的基礎(chǔ)字符,這些數(shù)字被存儲到電腦中并用于數(shù)學(xué)運算。在傳統(tǒng)的存儲器單元中,每個位即最小的信息單元同一時間只能被單一的微電路運行。這些微電路中的每一個都可以保持電荷,0和1控制了電荷才達(dá)到控制硬件的效果。 但在在量子計算機中,一個位可以同時為0和1。這是因為量子物理定律允許電子同時在多個位置糾纏。因此,量子比特或量子比特存在于多個重疊狀態(tài)中。這種所謂的疊加允許量子計算機一次性對許多值執(zhí)行操作,而傳統(tǒng)計算機一次只能執(zhí)行一次指令。和相當(dāng)單車道和多車道的客流量對比。量子計算的前景在于能夠更快地解決某些問題。 從幻想量子計算到一步步實現(xiàn) 量子計算很可能引起新的科技革命。不管是大數(shù)據(jù),科研通信還是人工智能都需要極強運算能力的計算機,而現(xiàn)在的電子計算機已經(jīng)無法滿足最前沿科學(xué)研究的需要了。我們需要找到新的計算方式作為突破口。前有IBM的量子計算機,后有中國的量子計算機。不過這些還完全處于實驗室,商業(yè)化的道路還很遙遠(yuǎn)! 其實在量子計算是哪個,老牌工業(yè)國德國也是下了血本,德國政府每年的加大補貼額度。我們都知道量子計算機很厲害,這是因為量子算法。我們對量子計算機的憧憬大都來自理論算法上。而我們知道傳統(tǒng)的電腦必須需要軟硬件結(jié)合。我們還沒有成熟的技術(shù)制造適合量子算法的硬件。所以量子計算多么牛逼,僅僅只是理論上的,因為我們還完全沒有一臺可以供量子算法運行的量子硬件。對量子計算機的硬件問題的解決必然就落到最基礎(chǔ)的元器件上,這就是電路。我們現(xiàn)在用的電腦硬件依靠電子電路,而量子計算需要的是量子電路。 而就在最近,德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)量子系統(tǒng)理論教授RobertKnig與滑鐵盧大學(xué)量子計算研究所的David Gosset和IBM的Sergey Bravyi合作研發(fā)出來一種能夠解決特定“困難”代數(shù)問題的量子電路。 |