在這篇文章中，小編將為大家?guī)?a href="/tags/量子計算機" target="_blank">量子計算機的相關報道。如果你對本文即將要講解的內容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、量子計算機

不管量子計算機的內部是由什么組成，量子計算機的快速計算都可以歸結為應用于量子比特的簡單指令序列，即量子計算機內部的基本信息單位。無論這臺計算機是由離子鏈、超導體結還是硅片組成，事實證明，一次只影響一個或兩個量子比特的幾個簡單操作，就可以混合搭配起來創(chuàng)建任何量子計算機程序：這一特征使特定的幾個量子計算機程序具有“通用性”。

科學家們稱這些簡單的操作為量子門，并花了數(shù)年時間來優(yōu)化量子門安裝在一起的方式，而且已經大幅削減了給定計算所需量子門和量子比特的數(shù)量，并發(fā)現(xiàn)了如何在確保錯誤不會悄悄進入并導致失敗的同時完成所有這些工作。現(xiàn)在，馬里蘭大學聯(lián)合量子研究所(JQI)的科學家，已經發(fā)現(xiàn)只使用固定數(shù)量的簡單構建塊，就可以實現(xiàn)堅固耐錯量子門的方法：基本上在一個稱為電路深度的參數(shù)上實現(xiàn)了可能的最佳減少。

其研究結果適用于基于拓撲量子糾錯碼的量子計算機，現(xiàn)在發(fā)表在《物理評論快報》和《物理評論B》期刊上的兩篇研究論文中報道了這一發(fā)現(xiàn)，并在發(fā)表在《量子》(Quantum)雜志上的第三篇論文中進行了擴展。電路深度計算影響每個量子比特量子門的數(shù)量，而恒定的深度意味著給定操作所需的量子門數(shù)量不會隨著計算機的增長而增加：如果要控制錯誤，這是必需的。

二、量子計算機原理

在這部分，我們來了解一下量子計算機的原理。

量子計算機是一種基于量子理論而工作的計算機。追根溯源，是對可逆機的不斷探索促進了量子計算機的發(fā)展。量子計算機裝置遵循量子計算的基本理論，處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法。1981年，美國阿拉貢國家實驗室的Paul Benioff最早提出了量子計算的基本理論。

1、量子比特

經典計算機信息的基本單元是比特，比特是一種有兩個狀態(tài)的物理系統(tǒng)，用0與1表示。在量子計算機中，基本信息單位是量子比特(qubit)，用兩個量子態(tài)│0>和│1>代替經典比特狀態(tài)0和1。量子比特相較于比特來說，有著獨一無二的存在特點，它以兩個邏輯態(tài)的疊加態(tài)的形式存在，這表示的是兩個狀態(tài)是0和1的相應量子態(tài)疊加。 [5]

2、態(tài)疊加原理

現(xiàn)代量子計算機模型的核心技術便是態(tài)疊加原理，屬于量子力學的一個基本原理。一個體系中，每一種可能的運動方式就被稱作態(tài)。在微觀體系中，量子的運動狀態(tài)無法確定，呈現(xiàn)統(tǒng)計性，與宏觀體系確定的運動狀態(tài)相反。量子態(tài)就是微觀體系的態(tài)。 [5]

3、量子糾纏

量子糾纏：當兩個粒子互相糾纏時，一個粒子的行為會影響另一個粒子的狀態(tài)，此現(xiàn)象與距離無關，理論上即使相隔足夠遠，量子糾纏現(xiàn)象依舊能被檢測到。因此，當兩粒子中的一個粒子狀態(tài)發(fā)生變化，即此粒子被操作時，另一個粒子的狀態(tài)也會相應的隨之改變。

4、量子并行原理

量子并行計算是量子計算機能夠超越經典計算機的最引人注目的先進技術。量子計算機以指數(shù)形式儲存數(shù)字，通過將量子位增至300個量子位就能儲存比宇宙中所有原子還多的數(shù)字，并能同時進行運算。函數(shù)計算不通過經典循環(huán)方法，可直接通過幺正變換得到，大大縮短工作損耗能量，真正實現(xiàn)可逆計算。

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