本文中，小編將對量子計算機予以介紹，如果你想對量子計算機的詳細情況有所認識，或者想要增進對它的了解程度，不妨請看以下內(nèi)容哦。

一、量子計算機中的量子疊加是什么

量子疊加是單個量子比特的重要特點，當多個量子比特放在一起的時候，還有另外一個非常重要的特性：量子糾纏。用非常簡單的話說，就是多個量子比特會相互作用，糾纏在一起，從而形成一個整體。

量子疊加和量子糾纏這兩個特性是量子計算的關鍵，借助這些特性，就能做出很多有意思的東西。最重要的就是一次性完成多個計算，從而極大提升計算的速度。比如對于傳統(tǒng)計算機來說，兩個比特能表示四個數(shù)，也就是00、01、10、11，但某個具體的時刻只能有一個值。但對于兩個量子比特，這四個值可以同時存在。隨著量子比特數(shù)的增加，能同時表示的數(shù)也會指數(shù)級的增加，N個量子比特就可以同時有2的N次方個值，這就相當于在同一個時刻，可以進行2的N次方個運算。隨著量子比特數(shù)N的增加，這個數(shù)會變的非常大，當N=300的時候，這個數(shù)會超過全宇宙包含的所有原子的總數(shù)。相比之下，傳統(tǒng)計算機在同一個時刻只能進行一次運算，這就體現(xiàn)出性能的巨大差別了。

不過，雖然量子計算機能同時算很多次，但并不是所有的結(jié)果都是需要的。比如一加一等于二，而不是013。這時候就需要我們設計專門的量子電路，通過改變量子比特的狀態(tài)，對結(jié)果進行篩選，得到想要的一種或者多種結(jié)果。這些量子電路組合在一起，就是量子計算機。

二、IBM如何量子計算

為了使用噪聲較大且壽命相對較短的現(xiàn)有量子比特獲得更好的計算效能，必須找到一些變通性的方法。為此，IBM研究院提出一系列被證明有效的錯誤緩解技術。當前量子硬件往往人地受到不同噪聲衰減源的影響，包括量子比特退相干、單個門失效及測量錯誤等等。這些問題限制了當前量子電路中所能實現(xiàn)的stage數(shù)量。即使是淺層電路，也很可能受到淺層電路的影響并導致估計錯誤。

降噪本身對技術的要求極高。2017年，IBM在寫給美國物理學會的淺深度量子電路的錯誤緩解審查信函中寫道，“第一種方法是先逼近至零噪聲極限，之后應用Richardson延遲極限方法來消除噪聲擾動的功率。第二種方法則是根據(jù)準概率分布重新采樣隨機電路，借此消除錯誤。”雖然涉及大量技術元素，但IBM研究人員已經(jīng)開發(fā)出Qiskit Runtime軟件環(huán)境，嘗試將細節(jié)隱藏起來、避免量子算力使用者受其影響。

量子計算的終極目標，當然是實現(xiàn)優(yōu)于經(jīng)典計算的性能優(yōu)勢，確保在合理的時間范圍內(nèi)解決重大問題。這方面的典型優(yōu)勢，就是大大縮短問題解決時間。要做到這一點，首先需要將問題表達為量子電路，而不再像以往那樣在經(jīng)典系統(tǒng) 模擬。也就是說，量子計算機即使發(fā)展成熟也并不是要取代經(jīng)典計算機或者GPU計算，而是專門用于解決一類獨特問題。

為了讓量子計算機在特定問題上壓倒經(jīng)典計算機(即所謂「量子霸權」)，必須先找到比經(jīng)典方法更好的、能夠準確映射問題的量子電路，而后以更快的運行時間獲得可靠結(jié)果。為此，IBM研究人員正與行業(yè)合作伙伴協(xié)同，希望找到適合量子計算發(fā)力的問題。

為了衡量進展，IBM還非常關注量子體積(QV，表示量子比特的質(zhì)量)與每秒電路層操作(CLOPS，表示電路運行速度)兩項指標。在它們的支持下，IBM有望勾勒出比純比較量子比特數(shù)更完整的量子計算發(fā)展圖景。

以上便是小編此次想要和大家共同分享的有關量子計算機的內(nèi)容，如果你對本文內(nèi)容感到滿意，不妨持續(xù)關注我們網(wǎng)站喲。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!