相信很多人知道薛定諤的貓這一理論，但是你知道這是從哪里來得的一個(gè)猜想嗎?事實(shí)上就是源自光量子計(jì)算機(jī)。因?yàn)榱孔佑?jì)算機(jī)的難以實(shí)現(xiàn)，在很長(zhǎng)的時(shí)間里，人們都認(rèn)為光量子計(jì)算機(jī)的偽科學(xué)。但是，日前，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)研究出了世界上首臺(tái)光量子計(jì)算機(jī)。下面為你公布光量子計(jì)算機(jī)是偽科學(xué)嗎?光量子計(jì)算機(jī)的原理。

光量子計(jì)算機(jī)是偽科學(xué)嗎

以前人們一直把量子計(jì)算機(jī)叫做偽科學(xué)，但是事實(shí)上，量子計(jì)算機(jī)已研發(fā)出來。而且是完完全全的中國(guó)造。

5月3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院在上海舉辦新聞發(fā)布會(huì)，宣布世界上第一臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算機(jī)誕生。據(jù)悉，該量子計(jì)算機(jī)是貨真價(jià)實(shí)的“中國(guó)造”，是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事陸朝陽(yáng)、朱曉波等，聯(lián)合浙江大學(xué)王浩華教授研究組攻關(guān)突破的成果。

這是歷史上第一臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的基于單光子的量子模擬機(jī)，為最終實(shí)現(xiàn)超越經(jīng)典計(jì)算能力的量子計(jì)算這一國(guó)際學(xué)術(shù)界稱之為“量子稱霸”的目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。點(diǎn)擊查看詳情：世界上第一臺(tái)光量子計(jì)算機(jī)誕生中國(guó)：比國(guó)外快240000倍。

量子計(jì)算機(jī)是什么

量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就是量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)的概念源于對(duì)可逆計(jì)算機(jī)的研究。研究可逆計(jì)算機(jī)的目的是為了解決計(jì)算機(jī)中的能耗問題。

量子計(jì)算機(jī)的原理

早先由理查德·費(fèi)曼提出，一開始是從物理現(xiàn)象的模擬而來的?？伤l(fā)現(xiàn)當(dāng)模擬量子現(xiàn)象時(shí)，因?yàn)辇嫶蟮南柌乜臻g使資料量也變得龐大，一個(gè)完好的模擬所需的運(yùn)算時(shí)間變得相當(dāng)可觀，甚至是不切實(shí)際的天文數(shù)字。理查德·費(fèi)曼當(dāng)時(shí)就想到，如果用量子系統(tǒng)構(gòu)成的計(jì)算機(jī)來模擬量子現(xiàn)象，則運(yùn)算時(shí)間可大幅度減少。量子計(jì)算機(jī)的概念從此誕生。

我們假設(shè)一個(gè)“量子”距離也就是最小距離的兩個(gè)端點(diǎn)A和B。按照量子論，物體從A不經(jīng)過A和B中的任何一個(gè)點(diǎn)就能直接到達(dá)B。換句話說，物體在A點(diǎn)突然消失，與此同時(shí)在B點(diǎn)出現(xiàn)。除了神話，你無(wú)法在現(xiàn)實(shí)的宏觀世界找到一個(gè)這樣的例子。量子論把人們?cè)诤暧^世界里建立起來的“常識(shí)”和“直覺”打了個(gè)七零八落。

簡(jiǎn)單的來說，量子計(jì)算機(jī)的原理就是用量子比特代替原來的普通比特。

從物理層面上來看，量子計(jì)算機(jī)不是基于普通的晶體管，而是使用自旋方向受控的粒子(比如質(zhì)子核磁共振)或者偏振方向受控的光子(學(xué)校實(shí)驗(yàn)大多用這個(gè))等等作為載體。當(dāng)然從理論上來看任何一個(gè)多能級(jí)系統(tǒng)都可以作為量子比特的載體。

從計(jì)算原理上來看，量子計(jì)算機(jī)的輸入態(tài)既可以是離散的本征態(tài)(如傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)一樣)，也可以是疊加態(tài)(幾種不同狀態(tài)的幾率疊加)，對(duì)信息的操作從傳統(tǒng)的“和”，“或”，“與”等邏輯運(yùn)算擴(kuò)展到任何幺正變換，輸出也可以是疊加態(tài)或某個(gè)本征態(tài)。所以量子計(jì)算機(jī)會(huì)更加靈活，并能實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算。

相信知道量子計(jì)算機(jī)的人都應(yīng)該知道一個(gè)理論：薛定諤的貓。

薛定諤之貓是關(guān)于量子理論的一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是：這只貓十分可憐，它被封在一個(gè)密室里，密室里有食物有毒藥。毒藥瓶上有一個(gè)錘子，錘子由一個(gè)電子開關(guān)控制，電子開關(guān)由放射性原子控制。如果原子核衰變，則放出α粒子，觸動(dòng)電子開關(guān)，錘子落下，砸碎毒藥瓶，釋放出里面的氰化物氣體，貓必死無(wú)疑。這個(gè)殘忍的裝置由奧地利物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤所設(shè)計(jì)，所以此貓便叫做薛定諤貓。

量子理論認(rèn)為：如果沒有揭開蓋子，進(jìn)行觀察，我們永遠(yuǎn)也不知道貓是死是活，它將永遠(yuǎn)處于非死非活的疊加態(tài)，這與我們的日常經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重相違。