计算速度惊人,你知道什么是“量子霸权”么?

科技
  • 科普中国
  • 2019-10-20 14:30

W020191017546476334508.jpg

前段时间,美国科技公司谷歌在NASA上发表了一篇论文称,谷歌的 AI Quantum 研究小组的53量子比特处理器实现了“量子霸权”,即量子计算机可以仅用200秒的时间,完成目前最强的超级计算机需要花费10000年才能完成的计算量。那么,量子计算机的计算速度是如何达到的呢?所谓的“量子霸权”又是什么呢?

首先,简单说一下传统计算机是如何进行计算的。传统计算机通过高电平和低电平来表示0和1,通过逻辑门实现逻辑运算。常见的逻辑门包括:“与”门、“或”门、“非”门、“异或”门等。逻辑门可以组合使用实现更为复杂的逻辑运算。以此为基础,计算机可以实现各种数学计算。

传统计算机的发展遵循着摩尔定律,即计算机芯片的晶体管密度每18个月翻一番,计算能力增强一倍,是一种指数增长的规律。但是近年来,随着晶体管的尺寸逐渐逼近物理学极限,这一定律已经放缓甚至失效。

传统计算机中,一个比特只能是0或者1,但是在量子世界里,量子比特可同时处于多种态,它可以是几种不同量子态当中的任意几种归一化线性组合,这种状态就是量子叠加态,它可以同时等于0和1,只有在被观察的时候才会坍缩成两种状态中的一种。举个简单的例子,如果量子计算机有3个量子比特,那么就可以说它同时工作在8种状态中;如果量子计算机有4个量子比特,那么就是同时工作在16种状态中。所以,每增加一个量子比特,量子计算机的计算能力都是呈指数增长的。现在的超级计算机计算能力,大致相当于50个量子比特的量子计算机计算能力。

那么,什么是量子霸权呢?量子霸权即量子优势,是指量子计算拥有超越所有经典计算机的计算能力。

量子计算机最强大的就是它的并行计算能力,比如在对海量数据库进行检索时,传统计算机需要经过所有可能的匹配才能得到结果,而量子计算机可以节省几个数量级的工作时间。特别在计算机安全领域,量子计算机有着非凡的意义和重要的应用,目前最普遍的加密系统,是公私钥加密数据,是获得了公钥之后通过数学方法来计算私钥,如果别人不知道私钥,那么破解密码可能就需要数年的时间。但是,量子计算机惊人的计算能力,可以在很短的时间内破解密码。

本文由北京邮电大学计算机科学与技术研究专业副教授张忠宝进行科学性把关。

来源:科普中国

作者:卢澜

编辑:蕾蕾

图片来源:

本文链接: https://www.southeconomy.com/tech/421.html

免责:除非注明,本站文章均为南方经济网原创或编译,转载注明“来源:南方经济网”和文章作者,南方经济网尊重行业规范,每篇文章都标有明确的作者和来源。文章为作者观点,不代表南方经济网立场。部分图片、文章来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权,请及时与我们联系删除。

声明:阁下应知本网站的任何内容仅供参考,不能做为投资或行为决策依据,投资有风险,入市须谨慎!

相关文章

资讯

原创

荐读

  • “社牛”魔方,成为北京品牌畅行全球的“魔力” “社牛”魔方,成为北京品牌畅行全球的“魔力”

    6月24日,北京汽车年度战略车型魔方“官宣”预售,全系6款车型,预售价格区间为10.29-15.39万元,同时,北京汽车为此次预售提供了6大福利彩蛋,并联手人民电竞发起北汽魔方杯·人民电竞超级联赛王者荣耀挑战赛,引爆细分市场的全面期待。不仅如此,7月,魔方国内上市后,还将迅速进入海外市场,成为北京汽车国际销量连年递增的重要驱动力。数据显示...

  • 以算力构建未来 2022广电五舟信创生态赋能大会在穗开幕 以算力构建未来 2022广电五舟信创生态赋能大会在穗开幕

    在数字时代对算力需求大幅增长的信创产业环境下,为更好地共筑信创产业生态圈,6月17日,以“智算新生态,五舟创未来”为主题的2022广电五舟信创生态赋能大会在广州盛大召开。本次峰会采用线上+线下的模式,汇聚政府领导、行业专家、业界精英,以及众多产业生态链合作伙伴,围绕智能算力新趋势、共建新生态价值体系、算力发展与生态建设的关系、元宇宙应用展...

  • 2022年“文化和自然遗产日”广东主会场活动在中山启动,全城打造沉浸式体验“非遗嘉年华” 2022年“文化和自然遗产日”广东主会场活动在中山启动,全城打造沉浸式体验“非遗嘉年华”

    6月11日是我国“文化和自然遗产日”(以下简称“遗产日”)。2022年“文化和自然遗产日”广东主会场(中山)暨石岐龙舟文化周在中山拉开帷幕。本次活动由广东省文化和旅游厅、中山市人民政府联合主办,中共中山市委宣传部、广东省非物质文化遗产保护中心、中山市文化广电旅游局、中山市教育和体育局、中山市人民政府石岐街道办事处、中山市小榄镇人民政府承办...

热门标签