第123章，量子计算机

喜欢周境波这种雷厉风行的作风，这才是一个科学家该有的！

    “无论是量子并行计算还是量子模拟计算，本质上都是利用了量子相干性。遗憾的是，我们在实际系统中量子相干性很难保持。”

    “在量子计算机中，量子比特不是一个孤立的系统，它会与外部环境发生相互作用，导致量子相干性的衰减，即消相干（也称“退相干”）。因此，要使量子计算成为现实，一个核心问题就是克服消相干。”

    周境波开始缓缓的讲解起自己工作当中遇到的难题，你需要别人替你解答疑问，就需要将事情的前因后果全部都慢慢的说清楚，此时周境波就是这样。

    “为了消除量子消相干，我们采用了无数种方法，最终我们发现量子编码是迄今发现的克服消相干最有效的方法。”

    “而主要的几种量子编码方案是：量子纠错码、量子避错码和量子防错码。量子纠错码是经典纠错码的类比，是目前研究的最多的一类编码，其优点为适用范围广，但是缺点是效率不高。”

    周境波降到这里的时候稍微停下来，让刘清泉先将前面的东西给吸收一下。

    刘清泉听完周境波的话之后，脑海之中不断的运算着对方的思路，见多识广的刘清泉自然是一下就知道他们遇到了什么问题。

    量子计算机，顾名思义，就是实现量子计算的机器。要说清楚量子计算，首先看经典计算。经典计算机从物理上可以被描述为对输入信号序列按一定算法进行变换的机器，其算法由计算机的内部逻辑电路来实现。

    经典计算机具有如下特点；其输入态和输出态都是经典信号，用量子力学的语言来描述，也即是:其输入态和输出态都是某一力学量的本征态。如输入二进制序列0110110，用量子记号，即|0110110＞。所有的输入态均相互正交。对经典计算机不可能输入如下叠加态：c1|0110110＞＋c2|1001001＞。

    经典计算机内部的每一步变换都演化为正交态，而一般的量子变换没有这个性质，因此，经典计算机中的变换（或计算）只对应一类特殊集。

    相应于经典计算机的以上两个限制，量子计算机分别作了推广。量子计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述，如二能级系统（称为量子比特，量子计算机的变换（即量子计算）包括所有可能的么正变换。

    因此量子计算机的特点为:量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态，其相互之间通常不正交；

    量子计算机中的变换为所有可能的么正变换。得出输出态之后，量子计算机对输出态进行一定的测量，给出计算结果。

    由此可见，量子计算对经典计算作了极大的扩充，经典计算是一类特殊的量子计算。量子计算最本质的特征为量子叠加性和量子相干性。

    量子计算机对每一个叠加分量实现的变换相当于一种经典计算，所有这些经典计算同时完成，并按一定的概率振幅叠加起来，给出量子计算机的输出结果。这种计算称为量子并行计算。

    量子计算机相比传统的计算机具有非常明显的优势；量子特性在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面可能突破现有经典信息系统的极限。

    一个250量子比特（由250个原子构成）的存储器，可能存储的数达2的250次方，比现有已知的宇宙中全部原子数目还要多。

    用量子搜寻算法攻击现有密码体系，经典计算需要1000年的运算量，量子计算机只需小于4分钟的时间。

    量子密钥体系采用量子态作为信息载体，其安全性由量子力学原理所保证。

    基于量子隐形传态过程，可以实现多端分布运算，构成量子因特网。

    ……

    “你们是不是在为如何提高量子编码的效率而发愁？”

    对于量子计算机，刘清泉也是一直非常关注，量子计算机虽然看起来好像比量子泡沫炸弹，量子通讯似乎更简单一些，但是实际上，量子计算机的功能非常强大，但是它的计算比起量子通讯和量子泡沫炸弹还要复杂无数倍。

    量子计算机所包涵的技术本身就包涵了量子通讯技术和量子泡沫技术，并且还涉及了无数的其他相关新量子技术，并不是像普通人想象的那样量子计算机的计算更简单！

    ps：推荐一本毫无下限的幻想小说，写的是所有的幻想人物都突然降临到了现实世界，包括小说、漫画、电影、游戏、神话传说里的幻想人物，世界因此变得混乱，各种幻想人物的大乱斗就此展开。这本书叫做《全世界大幻想》！(未完待续。)