我們都曾聽說過量子計算機這個詞，但通常很少有人知道它到底是什麼。 對於許多人來說，首先想到的是一台非常強大的個人計算機，能夠以最快的速度執行任何任務，但是 它不是一台簡單的超級強大的計算機，遠不止於此。
雖然 這些是普通大眾完全接觸不到的機器他們產生了很多好奇心。 在本文中，我們將解釋什麼是量子計算機、它通常用於什麼以及其能力所基於的量子現像是什麼。
什麼是量子計算機？
量子計算機是一種巨大的機器，它利用一些量子力學現象來實現處理能力的巨大提高。。 量子計算機能夠讓任何傳統的台式超級計算機都陷入困境。 通常被稱為量子霸權的東西。
這是否意味著我們最終都會在家裡擁有一台量子計算機來上網或玩視頻遊戲？ 絕對不。 經典機器將繼續成為解決我們的問題和互動休閒的常用解決方案。 也是最便宜的。
量子計算機有望推動科學、醫學或遺傳學等各個領域的技術進步。 一些公司已經開始使用它們來開發新產品，比如新型、更輕、更耐用的材料來完全取代熱燃料。
量子計算機如何工作？
這些機器 他們的力量並不建立在傳統硬件上就像我們在家用計算機中可以找到的那樣，它與顯卡和大規模處理器無關，它的數量和復雜性都遠不止這些。 量子計算機強大的秘密在於它生成和操縱量子比特或 量子位。
什麼是量子比特？
傳統計算機使用位、兆字節、千兆位……。 代表 XNUMX 和 XNUMX 的電或光脈衝流。 從電子郵件、網站到我們在線觀看的電影，整個虛擬世界對於一長串的 XNUMX 和 XNUMX 至關重要。
量子計算機使用量子位、電子或光子等亞原子粒子。 一些公司的做法，例如 谷歌依靠冷卻至低於深空溫度的超導電路。 其他人將單個原子捕獲在真空室中矽芯片上的電磁場中。 在這兩種情況下，目標都是將量子位隔離到受控的量子態。
量子位具有一些特殊的屬性，使得一組量子位能夠比相同數量的二進制位具有更高的處理能力。 最重要的是量子疊加和糾纏。
什麼是量子疊加？
量子疊加在自然界中發生，當一個基本粒子同時擁有兩個或多個狀態時，就像光子一樣，這 他們可以同時停留在兩個不同的地方，這在普通的物理世界中是不可想像的。
這種性質也可以在其他粒子（例如電子或中子）、原子甚至小分子中觀察到。 這段旅程讓科學家們想知道，當粒子不再是量子並服從已知的物理定律時，量子世界和我們所說的現實世界之間的邊界在哪裡。
由於這種現象，具有多個疊加量子位的量子計算機可以同時得出大量可能的結果。
量子糾纏
可以生成成對的“糾纏”量子位，從而兩者都存在於相同的量子態中。 改變其中一個量子位的狀態 會立即以可預測的方式改變對方的狀態，即使你們相隔很遠，這種情況也會發生。
目前尚不清楚量子糾纏實際上是如何工作的以及為什麼會這樣。 這足以讓阿爾伯特·愛因斯坦本人感到不安，他將其描述為“令人毛骨悚然的遠距離動作”。 糾纏對於量子計算機發揮其強大功能至關重要。 在傳統計算機中，位數加倍，其處理能力也加倍。 就量子計算機而言，添加額外的量子位會使其容量呈指數級增長。
這些機器利用一種量子菊花鏈中的糾纏量子位來執行操作。 這些機器能夠通過專門設計的量子算法加速計算，這就是它們引起如此大的炒作的原因。
梨 對於量子計算機而言，並非一切都是例外，因為它們很容易出錯，由於計算不一致。
不一致之處
這是一種由於量子位與其環境的相互作用而導致量子行為衰減並最終消失的現象，因為它們的量子態非常脆弱。 輕微的振動或溫度變化可能會導致它們在任務完成之前從覆蓋層中脫落。。 因此，量子位通常以非常低的溫度儲存在冰箱和真空室中。
谷歌的量子計算機
北美巨頭谷歌不想在量子技術方面落後 開發出一種量子計算機，能夠在 200 秒內完成計算，這在傳統超級計算機中需要一萬年。 這就是為什麼他宣稱量子計算機是不久的將來。 儘管他的IBM競爭對手不太同意。
中立的研究人員表明，谷歌的量子計算機必須執行隨機數計算，只有在計算機的所有組件完美協調工作的情況下，該計算才能成功。
谷歌不打算在這場競賽中落後，因此承諾在這項技術上投入更多資金。 就谷歌而言，我們可以憑直覺知道情況將會如此，儘管 IMB 並不打算袖手旁觀，因為目前其大部分資源都致力於改進這項技術。 時間會告訴我們谷歌是否有能力獨自實現量子霸權，還是需要加入其競爭。
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