桑达尔·皮查伊(Sundar Pichai)为此撰文表示,这项工作是人类首次在实验上验证了“量子优越性”,它在量子计算的历史上将具有里程碑的意义,因为它意味着量子计算的时代将会到来。皮查伊将这项研究比作莱特兄弟的首飞,虽然当时的飞行器非常简陋,飞行时间只持续了12秒,完全没有实用价值,但这却是人类迈向天空的第一步,随之而来的是人类征服了整个天空。
如果这真的是一场革命而非宣传性的哗众取宠,如果量子计算的时代将会到来,那么我们应当知道些什么?
一、原理
量子计算最早是由物理学家费曼80年代早期在一次演讲中提出的,不同于传统的计算机,量子计算机用来存储数据的对象是量子比特,它使用量子算法来进行数据操作。
抽象来讲,传统计算机就是一个“对输入信号序列按照一定算法进行变换的机器,其算法由计算机内部逻辑电路实现”[1]。例如输入信号序列为“0”,对其进行“非”操作,NOT(0) = 1。这种逻辑方式对我们来讲是非常容易理解的,正像牛顿力学来源于经验一样,传统计算机的逻辑方式与我们日常经验的“要么是(1),要么非(0),非的反面为是(NOT(0) = 1)”吻合。
们的日常生活也并非完全的“是”“非”分明,往往则是“是”中有“非”,“非”中有“是”,“是”或“非”只是事态的两个极端。在量子力学中,正是这种思维。
量子力学中常用“态”(这是一个希尔伯特空间的向量)来描述一个系统。例如传统计算机的输入序列01,用量子力学的语言描述即|01>。传统计算机中态与态(向量与向量)之间只能是正交的,例如|01>与|00>不可能同时出现,这本质上就是或“是”或“非”的观点。显然对于这些正交态的操作也必须是正交的变换。
(编辑:烟台站长网)
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