1. 首页 > 星座知识 > 文章页面

量子计算机太强大了,可以预测未来(量子计算机前景预测)

预测多个未来的量子计算机被科学家研制出来,这不是科幻而是科学

大家好,如果您还对量子计算机太强大了,可以预测未来不太了解,没有关系,今天就由本站为大家分享量子计算机太强大了,可以预测未来的知识,包括量子计算机测算未来的问题都会给大家分析到,还望可以解决大家的问题,下面我们就开始吧!

本文目录

未来的量子计算机是什么样的量子计算机太强大了,可以预测未来未来的量子计算机是什么样的

量子计算机不同于我们平时有的计算机。它是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。如果某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法,那么它就是量子计算机。

日本人研发出了一种新型量子计算机,但性能是不是更优越还不好说

这种量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。科学家们研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。还是先了解一下什么是量子计算机吧!

对于现在,我们使用的电子计算机集成电路的集成度,大约以每3年翻两番的速度发展。1990年制成了64兆位的动态随机存储器,集成电路的线宽已细到0.3微米。1993年制成了256兆位的动态随机存储器。当存储器达到1024兆位时,集成电路的线宽将细到0.1微米,也就是千万分之一米,它差不多是一根头发丝的千分之一。这么细的电路,被认为是集成电路的发展极,如果电路比这更细时,现有电子元件将会失去工作的理论基础,因为电子作为一种微小粒子,具有“波粒二象性”,当电路线宽大于0.1微米时,电子完全可视为粒子,而不必考虑其波动性;而当电路线宽小于0.1微米时,那么就必须考虑电子的波动性。与此同时还会出现种种新的物理现象,称为量子效应。利用量子效应工作的电子元件就被称为量子元件。

现在的电子元件是通过控制所通过的电子数量多少或有无来进行工作的。宏观上,电子计算用电位的高低来表示0和1以进行存储和计算。而量子元件则通过控制粒子波动的相位来实现输出信号的强弱和有无,量子计算机通过利用粒子的量子力学效应,如光子的极化,原子的自旋等来表示0和1以进行存储和计算。量子元件的使用将使计算机的工作速度大大提高(约可提高1000倍),功耗大大减少(约可减少1000倍),电路大大简化且不易发热,体积大大缩小。

量子计算机,最早是由理乍得?费曼提出的,一开始是从物理现象的模拟而来的。可是,他发现当模拟量子现象时,因为庞大的希尔伯特空间而使资料量也变得庞大。一个完好的模拟所需的运算时间则变得相当可观,甚至是不切实际的天文数字。理乍得?费曼当时就想到如果用量子系统所构成的计算机来模拟量子现象则运算时间可大幅度减少,比现行计算机要快得多。正是它的这一特点吸引了大批科学家参与开发研究。量子计算机的概念也由此而诞生以及被人注意。

早期量子计算机,实际上是用量子力学语言描述的经典计算机,并没有用到量子力学的本质特性,如量子态的叠加性和相干性。在经典计算机中,基本信息单位为比特,运算对象是各种比特序列。与此类似,在量子计算机中,基本信息单位是量子比特,运算对象是量子比特序列。所不同的是,量子比特序列不但可以处于各种正交态的叠加态上,而且还可以处于纠缠态上。这些特殊的量子态,不仅提供了量子并行计算的可能,而且还将带来许多奇妙的性质。与经典计算机不同,量子计算机可以做任意的幺正变换,在得到输出态后,进行测量得出计算结果。因此,量子计算对经典计算作了极大的扩充,在数学形式上,经典计算可看作是一类特殊的量子计算。量子计算机对每一个叠加分量进行变换,所有这些变换同时完成,并按一定的概率幅叠加起来,给出结果,这种计算称作量子并行计算。除了进行并行计算外,量子计算机的另一重要用途是模拟量子系统,这项工作是经典计算机无法胜任的

日本日立制作所开发研究成功了一种量子元件——“单个电子晶体管”,它可以控制单个电子的运动。这种晶体管不仅体积小,而且功耗特别低,比目前功耗最小的晶体管低约1000倍。日本富士通公司正在开发量子元件超高密度存储器,在1平方厘米面积的芯片上,可存储10万亿比特的信息,相当于可存储6000亿个汉字。美国物理学家翰逊博士开发成功的电子自旋晶体管,很有可能将集成电路的线宽降至0.01微米。在一个小小的芯片上可容纳数万亿个晶体管,从而使集成电路的集成度大大提高。利用量子力学原理设计,由量子元件组装的量子计算机。它不仅运算速度快,存储量大、功耗低,而且体积也会大大缩小。一个超高速计算机可以直接放在口袋里,人造卫星的直径可以从数米减小到数十厘米。

量子计算机它可以进行大数的因式分解,和Grover搜索破译密码,但是同时也提供了另一种保密通讯的方式。在利用EPR对进行量子通讯的实验中中我们发现,只有拥有EPR对的双方才可能完成量子信息的传递,任何第三方的窃听者都不能获得完全的量子信息,正所谓解铃还需系铃人,这样实现的量子通讯才是真正不会被破解的保密通讯。此外量子计算机还可以用来做量子系统的模拟,人们一旦有了量子模拟计算机,就无需求解薛定愕方程或者采用蒙特卡罗方法在经典计算机上做数值计算,便可精确地研究量子体系的特征。

量子计算机是通过量子分裂式、量子修补式来进行一系列的大规模高精确度的运算的。其浮点运算性能是普通家用电脑的CPU所无法比拟的,量子计算机大规模运算的方式其实就类似于普通电脑的批处理程序,其运算方式简单来说就是通过大量的量子分裂,再进行高速的量子修补,但是其精确度和速度也是普通电脑望尘莫及的,因此造价相当惊人。目前唯一一台量子计算机仍在微软的硅谷老家中,尚在试验阶段,离投入使用还会有一段时间。量子计算机当然不是给我们用来玩电子游戏的,因为这好比拿激光切割机去切纸大材小用。它的主要用途是例如象测量星体精确坐标、快速计算不规则立体图形体积、精确控制机器人或人工智能等需要大规模、高精度的高速浮点运算的工作。但是在运行这一系列高难度运算的背后,是可怕的能量消耗、不怎么长的使用寿命和恐怖的热量。假如1吨铀235通过核发电机1天能提供7000万瓦伏电量,但这些电量在短短的10天就会被消耗殆尽,当然这也只是最保守的估计;试想如果一台量子计算机一天工作4小时左右,那么它的寿命将只有可怜的2年,如果工作6小时以上,恐怕连1年都不行,这也是最保守的估计;假定量子计算机每小时有70摄氏度,那么2小时内机箱将达到200度,6小时恐怕散热装置都要被融化了,这也还只是最保守的估计!

所以由此看来,高能短命的量子计算机恐怕离我们的生活还有一段漫长的距离,那么就让我们一起迎着未来的曙光拭目以待吧!

我们现在使用的计算机可以说是够高科技的,没想到科学家们还能研发出更为高科技的电子产品,这对于我们未来的生活来说是一种有益的帮助。只有科技不断进步,我们的社会也才会跟着不断的进步。对于未来的世界,我们有的是更多的期盼吧!

量子计算机太强大了,可以预测未来

    量子计算机,划时代的科技产物,现在越来越接近我们的生活,它的算力超级强大,远远不是传统的计算机可能比拟的,甚至可以计算模拟原子级别的粒子行为,那假如我们的模型足够精细,岂不是可以计算出万物的演化,这不就能预测未来了么?如果这样,我们也不用请先生算八字了。

量子计算机现在发展到什么程度了?

谷歌公司研制出一种量子计算机,它在200秒内完成的计算传统计算机需要一万年才能完成,这种翻天覆地的差别,让我们对新技术充满敬畏。量子计算机拥有普通计算机无法完成的算力就是所谓的“量子霸权”,已有科学家宣称发现了对于随机数因子计算的差异性,来证明量子霸权确实存在。

为什么量子计算机计算速度这么快?

这要从计算机的原理来看,传统计算机一个存储位可以存储0或者1两者之一,那么八个存储位的每一位都是0或者1,但是存储的数是确定唯一的,比如说:8位存储为01101110代表十进制数字110。而对于量子计算机,每一位存储的是0和1共存的形态,可以理解为一个位存储了两个数,那么8个存储位就存储了2的8次方个数字,这样的算力比就是2的8次方比1,差距很大,并且随着比特位的增加,差距成指数级的增长,如果有合适的算法和硬件结构,那么造成的就是指数级的算力差别。

一个250个存储位的量子计算机,可以存储2的250次方个数据,比宇宙中的现存所有的原子数量还要多。

那么展开想象,假如我们有这么250位的量子计算机,又有合适的算法和硬件基础就可以模拟宇宙从诞生开始的演化过程,宇宙的成长和消亡以及每一个小事件都可以预测,包括每个人的一生。

但是这实现起来并不容易,或者说是几无可能:

首先,能量不足——因为量子计算机虽然算力强大,耗时很短,但是相应的消耗的能量会比传统计算机高很多,如果这么高级别的计算,所需要的能量恐怕地球甚至太阳系都提供不了。

第二,模型不精确——宇宙的起始我们只有一些物理学家的推测,但是奇点到底是什么样子,到底如何演化还是没有很清楚,所以计算模型无法精确建立。

第三,不确定性因素很多——即使模型精准,能量足够,宇宙演化到有意识的生命出现就无法进行模拟,比如我们人类是有思想的,下一秒的行动是无法进行预测的,下一分钟我要吃一个苹果还是不吃,都是按照自己临时的想法决定的,一个决定的不同对整个环境都有强烈的影响,类似于蝴蝶效应。

这么想来,量子计算机再厉害,也算不出我们的人生。

关于量子计算机太强大了,可以预测未来的内容到此结束,希望对大家有所帮助。

比超级计算机快15亿倍的量子计算机,可以预测未来世界吗

联系我们

Q Q:

微信号:

工作日:9:30-18:30,节假日休息

微信