什么是量子处理器?


Answers:


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简而言之:处理器现在依靠电子运行,因此受到光速和其他各种细微差别的限制。

量子处理器利用亚原子粒子的特性(例如量子纠缠或爱因斯坦的“远距离的鬼动作”)来克服其中的一些限制,并可能以指数形式增加功率。

简而言之:它们的速度要快得多。


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这不是很正确:它们的速度要快得多,但仅在“常规”计算机可以访问的一小部分操作上。例如,破解RSA的速度很快,但是渲染HTML页面可能根本不可行(即使可能的话……)。
whitequark 2010年

同样,量子计算机仍然受到光速的限制。
David Z 2010年

4
我猜想说它们是大规模并行的,而不是像这样“更快”,可能更准确……
Brian Knoblauch

@Brian:看来这是一种体面的思考方式。
David Z

+1是一个非常扎实的解释。可能在科学上并不准确,但对普通人仍然有用。
2010年


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Josh K已链接到一些不错的资源,对您而言,这并不是一个坏主意。我相信Wikipedia关于这些主题的大多数信息都相当准确。但是,如果您无法从链接标题中看出来,则量子计算并不是一个微不足道的主题。为了使它有意义,您必须熟悉一些背景材料(即量子物理学)。

对于某种程度上不太技术的解释(来自对量子计算进行了详细研究的人),请尝试以下方法:在量子力学中,粒子的性质由“量子态”描述,“量子态”由“基本态”的组合组成。例如,电子具有自旋(角动量),因此它们的作用就像小磁铁。将它们放在磁场中,它们指向上方或下方(以及与磁场平行或反平行)。在普通计算机(简化模型)中,您可以选择最大为1,向下选择为0,并且可以通过调整磁场以根据需要上下翻转电子来进行计算。

但是,在量子力学中,电子不限于指点刚刚向上或只是下跌; 他们其实可以有一些组合(叠加这两个国家的),像半升半降的同时。这可能代表同时充当1和0的。这称为qubit。当您将多个量子位(电子)放在一起时,您会得到更复杂的叠加,例如11/10/00或110/101/011/001/000或其他任何东西,如果在正确的计算机上使用它们,就像运行与3个或5或然而许多输入的算法同时。因此,任何需要您对许多不同的位集执行相同运算的算法都可以通过量子计算大大提高。实际上,事实证明,当在量子计算机上运行某些指数时间算法时,它们会变成多项式时间算法。


“因此,任何需要您对许多不同的位集执行相同操作的算法,都可以通过量子计算大大提高。” -这并非完全正确。当然,如果您可以在输入上准备叠加,则量子计算机可以在输出上准备合适的叠加,但是当您对其进行测量时,您只会随机获得其中一个输出。实际上,量子算法是通过利用结构来抵消振幅而工作的…… 在量子计算机上,没有指数算法可以直接将其多项式化(无需新算法)。
ShreevatsaR

@ShreevatsaR:是的,我猜我有点误会了。在编写本文时,我想到的是处理大量输入并将其提炼成单个答案的算法。
David Z'7

除非在特殊情况下,否则即使将它们“精简为一个答案”也是不可能的。(例如,如果您想要所有答案的总和,则没有已知的解决方法。)仅有的已知示例通过利用一些非常特殊的结构(通常涉及周期性和傅里叶变换)来使量子算法优于经典算法。(例如保理)。
ShreevatsaR

好的,措辞不好,但是你的意思是我的意思。
David
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