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1 # 擦肩而過的世界
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2 # 董加耕
謝謝邀請。既然叫做量子計算機,那它就一定具有量子的特徵。量子的特徵是什麼?當然是疊加態,用波函式描述的狀態。也就是說,一個量子可以同時處於幾個狀態,如薛定諤貓,同時處於死去與活著的疊加態,粒子在雙縫干涉試驗時的路徑,是同時穿過了兩條縫,粒子的自旋,同時既為S,又為-S,等等。為什麼量子計算機會比普通的計算機速度快,因為普通的計算機中,電路的狀態,要麼通,為1,要麼斷,為0,不會同時既為1又為0,電路不會同時處於通與斷的疊加態。正因為量子計算機中的量子態同時既為1又為0,計算時,0和1同時參與計算,即所謂的平行計算,所以,量子計算機的計算速度,會遠遠高於普通的計算機。
我曾看到一篇文章,說有人認為,量子計算機為什麼會計算速度如此之快,是因為所有的平行宇宙都參與了計算。因為疊加態,按平行宇宙理論,實際上是參與疊加的各個確定態,分別處於不同的宇宙中。
假設計算的輸入和計算過程都沒有問題,僅討論計算結果的輸出。輸出,相當於對量子疊加態的觀測,此時,疊加態會坍縮為唯一的一個確定態,而且,究竟坍縮為疊加態中的那個態,是不確定的,無法預測的,我們最多隻能知道坍縮為某個態的機率,請問,這種輸出有意義嗎?這種完全混亂的、隨機的輸出,能表達一個正確的計算結果嗎?
有人告訴我,輸出時,只需進行一個“哈德碼”操作,就可解決上述問題。但按照量子力學,不管經歷了什麼操作,除非人去觀看這個計算結果,否則,就像薛定諤的貓,儘管已轉換為宏觀物體,但仍處於死活疊加態。是人的意識使波函式產生坍縮。而人的意識,人的觀看,所導致的波函式坍縮,卻是隨機的。
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3 # 飛賊克斯和康德馬特
量子計算機指的是利用量子力學基本規律和原理來進行數學邏輯運算的計算機。我們傳統的計算機,是基於半導體技術進行邏輯運算的,其基本原理就是半導體中以電子是否導通來定義0和1,也就是說,僅僅用到了電子的電荷性質。但一般來說,電子本身還帶有自旋和軌道等量子性質,對其進行相關的操作也能做到邏輯運算的目的。更推廣來說,一切微觀粒子,包括電子、光子和原子本身,都具有量子物理方面的特性。充分利用微觀粒子的量子特性,以量子力學基本原理為基礎,構建的邏輯運算元件,就是量子位元。
因為量子力學過程是並行發生的,所以量子計算機在原理上具有超快的平行計算和模擬能力,遠遠超越了經典計算機。舉例來說,面對一個超大的線性方程組,傳統的超級計算機需要計算30年,但同等層次的量子計算機,或許只需要0.01秒就能解決。運算能力和速度有了數量級式的提升。
實現量子計算機的途徑有很多,目前最有希望實現的主要有基於光子糾纏的光量子計算機、基於離子阱技術的冷原子量子計算機、基於超導位元電路的超導量子計算機等。僅僅光量子計算機是需要光量子糾纏態的,後兩者都不需要。相對來說,超導量子計算機的發展速度要快一些,它的基本原理又分為三類,分別基於電荷位元、磁通位元、位相位元等三種不同超導量子位元技術。這三類超導量子計算機都可以透過傳統的固體電路加工方法來實現,和目前計算機晶片加工技術非常接近,也意味著超導量子計算機實現起來要相對容易一些。事實上,基於量子退火原理的D-wave量子計算機已經走向市場了,儘管圈內仍不認為這是一臺嚴格意義上的量子計算機,但它在某些計算方面已經凸顯出獨特的優勢。
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4 # 池昭新頻道
光子不僅具有波粒二重性,還具有易變(即壽命短)的屬性!當遇上障礙物,會發生反射、吸收與蛻變為其它光子,所以容困單個光子進行糾纏之說,明顯很荒唐!更何況依據海森堡量子測不準與不確定原理,檢測、提取與控制單個光量子是不可能完成之事!因此,控制單個光量子之間糾纏進行金鑰分發、通訊或計算之說,明顯充滿欺詐!!!
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5 # 天觀易3階控制論創新
謝邀。量子糾纏勃論與量子糾纏的虛擬實質,藉此問題談本人的理解的量子糾纏,文分段如下; E一無限分形時空作為理論物理新學派,2,太極分形時空,3,分形發生器,4,思維試驗室裡人人動腦。5,二者合一。/將分形分數維度引入理論物理學,楊振寧和李正道的宇宙對彌與對稱破裂開始了向這一複雜性理論物理的序蒂,尤其晨清華大學的yang一Miller理論新理論證生奠定了基礎,2014年El Naschie在論敘超對稱,及其量子虛軸參主要考楊振寧的(一1)開平方文章(1987.劍橋大學出版社)。
:E一無窮大時空,量子悖論和量子引力和 E-無窮分形時空可能會解決主要的量子悖論,並進一步使我們引向量子物理學和廣義相對論的統一。Mae-Wan Ho博士
E一無窮分形時空是由無數隨機的康託集構造而成的,因此是無限的。儘管如此,它有一個豪斯多夫維度4+f3=4.236067977(f3為黃金分割比的3次方).。這和4個MU烏爾松維度的空間是一樣的,這就是為什麼e-無窮大看起來和感覺像一個p四維宇宙,我們實際生活在其中。(在繼續之前,你可能要重讀一遍“e-無窮分形時!空”的金色幾何圖形。)更重要的是,至少就物理學而言,它可能會解決一些主要的量子悖論並把我們帶出量子邪說。
太極一分形邏輯時空"
這個理念在腦子返復熬粥了好多年,但找到這個簡單的方法是從天觀寺返回凡塵學界後,忽然發現易經太極原理,外華人把我們傳統思誰的僵化,一塵.不變如計算機執行(●°u°●) 」程式那末呆板,而少靈活變化,剛開始呵到這此,我會與人爭吵不休。漸漸認為他們說對了,這不正是我尋找的那個幾千年不變的那段程式,在分形思維裡的核心,天不變道亦不變的,傳統思維分形發生器,當觀念出現後,應用我的頂層設計建模,所有大腦咖爰幻專斯坦,圖買,楊振寧都有頂層設計的天份,思維就是他們的試驗實,我們道人稱悟道,二戰後圖靈在戲北二公里計程車樓裡,悟通了他的演算法,請讀者我另紙草圖做一個傳信思維這臺巨型圖靈機是如何把形形色色的人,各種各樣的想法用易經或者太極拳所謂~大極者,天極而生,陰陽之母,,,
我的方法星從上而下,直到無窮,這個思維實驗得到的是一個無官必層次框架與E一分形邏輯從光子試驗由下而上得到的框架完全相同,二個多月前北漂得到這個結論時,我驚悚,這或許是老天要我顛覆量子糾纏的利器(先發了;眼花了,明後天再續後面的,看我如何挑戰這群量糾(纏)狂人,文丁段分,層次邏輯大意,2,n.層元素的干涉。3,n十1層的疊加,,,,
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6 # 科技袁人袁嵐峰
基本的回答是:如果不用量子糾纏,量子計算機就沒有優勢可言了。
很多人都知道,量子計算機的好處就是它算得快,比經典計算機快得多。為什麼算得快呢?常見的解釋像這樣:
中國有一個寓言,叫“楊子見歧路而哭之”。楊朱聽說有一隻羊在道路分叉的地方走失了,不知道走哪條路去尋找,難過的哭了。傳統計算機解答問題也是這種套路:只能是先走一條路,然後再走另外一條路,做不到兩條路一起走。量子計算機,則不一樣了,它可以像孫悟空變出很多個小孫悟空走不同的路一樣,搞平行計算。這就相當於,一臺計算機,一下子化身成千千萬臺臺計算器,同時開工做算術題。但是我需要強調一下,這種解釋是大大簡化的,遺漏了一些非常重要的點。這個解釋唯一正確的地方,是說明量子計算機的優勢在於平行計算。但量子計算機如何實現平行計算,這個比喻就約等於什麼都沒說了。
實際上,量子計算機的平行計算,並不是隨隨便便就能做到的,而是需要巧妙的演算法設計。典型的辦法是這樣:
對n個量子位元的體系,使每個量子位元都處於自己的|+> = (|0> + |1>)/√2態,那麼整個體系的狀態就是|++…+> = (|00…0> + |00…1> + … + |11…1>) /2^(n/2)。
量子位元
仔細看看你會發現,0和1的所有長度為n的組合都出現在其中,總共有2^n項,剛好對應n個經典位元的2^n個狀態。對這個疊加態做一次操作,得到的就是所有2^n個結果的疊加態。量子位元的一次操作,就達到了經典位元2^n次操作的效果!
在這個意義上,量子計算機實現了平行計算。但在歡呼之前,我們需要認清,這個巨大的優勢並不容易利用。因為所有2^n個結果是疊加在一起的,讀取出來需要做測量。而一做測量就只剩下一個結果,其餘的結果都被破壞了。所以我們只能把這個優勢稱為潛在的巨大優勢,真要利用它,需要非常巧妙的演算法。
這樣的演算法只對少數的問題能夠設計出來,例如“因數分解”。有些科普文章把量子計算機描寫成無所不能,都快成神了,這是重大的誤解。
一定要牢記:量子計算機的強大,是與問題相關的,只針對特定的問題。
現在你明白了吧,如果不用到糾纏態,只用n個量子位元各自的狀態,你能做的事就非常少,這樣的量子計算機跟經典計算機沒有原理性的區別,而且由於成本更高,還會更不好用。所以,真正意義的量子計算機一定要用到量子糾纏。
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7 # 祝福你_朋友
我們無法觀測極大時間,也無法觀測極小時間,只能用邏輯推理,以哲學思想解釋,科學家大多數都是哲學家,任何事物都應為時間拉伸生成狀態,如果時間極短小,這一狀態就融合在一起。人的一生一百年他是生也是死,但這一百年濃縮到我們無法(沒有技術手段)觀測時,他可能展現在你面前的不是生就是死,感覺是單一的,但實際上,他即生了,也死過,這就是多狀態。用在光量子上如是,光即波也是粒子,粒子性和波動性就如同是人生死的一生,但由於時間極短或者(觀測技術手段不足)使得我們得到波立二項性,因為觀測不到才無法說明其中的關聯,只好用糾纏,塌縮,疊加解釋。貓論僅此。
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8 # 安茲烏拉恭
回答獲贊最好的答案和第二好的答案中還有一點點細節問題。
比如模擬退火演算法的專用計算機,實際上是可以不要糾纏態的。這也從另一個角度來說的話,也並不一定非要糾纏態才能獲得優勢。
當然,毫無疑問的是,糾纏態確實可以獲得巨大優勢。
究竟為啥要用糾纏態,很多回答一直強調並行運算,但這樣強調其實容易混淆。量子計算機裡所謂的並行運算和我們熟知的並行運算不是一回事。
我們知道電腦是有8位機,16位,32位,64位之分的。我想,搞計算機的人應該不太會說64位機是8臺8位機平行計算吧?量子計算能做到的所謂平行計算加速,是8位機提升到64位機這種粗暴的平行計算加速。
我們設想一下,假如我們的半導體不是0,1兩個狀態,而是0到9十個狀態,那麼一臺這種8位機,一共有100000000種狀態,可以表達0-99999999直接的一個數(2進位制8位機是0-255)10進位制8位機的計算能力,已經超過了2進位制16位機的計算能力了。
那麼,量子計算機有多厲害呢?我們先不用糾纏,假設我們有個10能級的系統來供我們操作。這是一個沒有糾纏的單粒子系統。這個10能級的系統可能的狀態為
x1|1>+x2|2>+···+x10|10>
我們簡單的把它看作一個10個數字的數列。
其中x 能取任意小數只要滿足它們的平方和為1這麼多個狀態。
這裡開始就涉及到量子計算機的精度問題。量子計算機的精度是透過算很多很多遍來達到的。我們假定我們測量了很多遍使得 x 相當於達到1/255的精度(換句話說就是x可以為n/255,n=0到255,x一共有256個可能的值),那麼上面這個10能級系統就有256的10次方這麼多狀態,這可以看作一個256進位制的10位機,瞬間達到2進位制的80位機的計算能力。
我們再來看看糾纏,利用糾纏實際上是透過多個粒子達到更多的能級數量。比方說2個2能級粒子的糾纏出來4個數字的數列,|10>,|01>,|11>,|00>,50個2能級的粒子糾纏,也就是50量子位元,出來2的50次方個數字的數列。
我們依然假定測量次數使得數列中每個數字達到1/255的精度。那麼這個就相當於2進位制,2的53次方位機。夠嚇人了吧。我們單獨看就這個50量子位元存放的資料就明白有多可怕,它能存下一個數,這個數要拿行動硬碟來存,需要超過100000000000個2TB行動硬碟才能存的下。
不過就如之前的答案裡提到的,如此巨大的運算量實際上非常難利用到,需要設計巧妙的演算法。但其中麻煩的點似乎並不在精度。比如前段時間聽一個報告,其中遇到的問題是把要計算的資料放進量子比特里,以及算完後從裡面拿出來。
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量子計算機~量子置換器根據量子糾纏的原理;建立大型量子計算機~量子置換器輸送門戶面積類似月亮面積基站把人和宇宙飛船轉換巨大量子資料庫.過程人或宇宙飛船等轉換成人~原子~夸克~量子可以傳遞到宇宙任何星系星球建立大型量子計算機~量子置換器接收人和宇宙飛船巨大量子資料庫還原成;量子~夸克~原子~人或宇宙飛船等為原來人和宇宙飛船傳送過程速度超光速若干萬倍到達時間秒為單位。高階量子置換器門戶小型化宇宙飛船或者個人身上安裝量子置換器隨時任何地點都可以傳遞宇宙星系星球任何地方大型宇宙飛船艦隊或者個人。