量子计算是个啥？.docx

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1、量子计算是个啥?#量子计算量子计算是一种基于量子理论(QUan1UmMeChaniCS/Physics)的计算技术；它利川量子力学定律来解决对经典计算机来说十分复杂的问题。有关量子计算(QUantUmCOmPUting)可通过下例了解，假设我们要在8个不同的点评估函数f(x)。一、量子计算特点使用普通算法(电脑)来做这件事，就会像CASE1所示的那样进行，单个CPU一次对每个点执行评估。在这种情况下需通过8个指令周期才能完成对所有点的评估。如何用目前的计算技术来加速这个过程，最容易的方法是使用多核计算机(在这种情况下为8核)，并且所有CPU在不同时间同时执行评估，如CASE2所示。在这种情况下

2、，一个指令周期就可以得到所有8个点的结果。但问题是您需要更多的资源(也就是需要更多的CPU)和可能更多的内存来执行这项工作。Co000)f(001)-/(010)/(Oi1)-/(100)(101/(I1O)/(H1)-面11面痼:一向疸hY回向盘上”,m7“JtJ图2.CASE2而使用量子计算机可以用单CPU和单指令对所有八个点进行评估，因为量子位可以同时存在于所有不同的值(状态)中，如CASE3所示。这种所有可能的比特状态可以同时存在称为叠加，而这种叠加是量子计算的核心。在上述例子中使用了一个只需要3位数的例子。但是如果我们需要一个需要10位的情况呢？我们可以轻松构建2八IO(IO24)多

3、核PC或购买具有并行处理功能的GPU。那么如果我们需要解决一个需要50位的问题呢？您是否仍要尝试构建具有250个CPU的多核PC或超级计算机？而当需要500位的问题呢？这时候多核CPU或任何类型的超级计算机都无法处理这些情况。但如果使用支持512Qbits的量子计算机，你可以用一个CPU和Sing1eCyCIe来解决这个问题。由于测量中实际上不完全是单周期，关键是QUaIU1mCOmPUting可以解决某些类型的问题，这些问题对于普通计算机来说可能永远无法解决或者实际上不可能解决。tore，。）jiW.导陪酬思郛G图3.CASE3二、量子计算算法整数分解（InIegerFaCtoriZatiO

4、n）:该算法用于解决分解问题（如素数分解）。最有名的算法是ShOr算法。数据搜索（DataSearCh）:用于搜索非结构化数据库,与经典计算机相比,时间要短得多。在经典计算机中查找特定数据所需的时间（最坏情况时间）与N（数据库中的数据总数）成正比，但量子计算中提出的称为GroVer算法的算法可以在时间上成正比地搜索数据为N的平方根。这意味着数据数量增长得越多，量子计算机的效率就越好。解决优化问题（SOIViiIgOptimizationPrObIem）:为寻找具有巨大搜索空间的复杂目标函数的最小值。可以通过所谓的“退火来完成。据我所知基于（或源自）D-Wave系统的量子计算主要集中在这个应用程序中。