量子计算是什么?

量子计算使用量子力学来处理大量的信息在一个高得让人难以置信的速度。需要几分钟到几小时量子计算机解决问题,一个台式电脑需要几年或几十年才能解决。

量子计算是为新一代的超级计算机。这些量子计算机将超越现有技术等领域的建模、物流、趋势分析,密码学,和人工智能。

量子计算的解释

量子计算的概念在1980年代初首次想象由理查德·费曼和尤里Manin。费曼和Manin认为量子计算机可以模拟数据的方式,一个台式电脑不能。直到1990年代后期,研究人员建立了第一个量子计算机。

量子计算是量子比特的主要处理单元或量子位。创建量子位的量子计算机使用单个原子的量子力学性能,亚原子粒子,或超导电路。

量子位类似于台式电脑使用的比特在量子位可以1或0量子态。量子位的不同之处在于,他们也可以在1和0的叠加状态,这意味着量子位可以同时代表1和0。

当量子叠加态,两个量子态叠加在一起,导致另一个量子态。同时叠加意味着多个计算处理。所以,两个量子位可以同时代表四个数字。普通电脑过程只有两个可能状态之一,处理1或0,计算一次。

量子计算机也使用处理量子比特纠缠。当一个量子位纠缠,量子位的状态取决于另一个量子位,量子位的状态显示的状态难以察觉的一对。

量子处理器是计算机的核心

创建量子比特是一个艰巨的任务。需要冷冻环境中维持一个量子位的时间长度。超导材料必须冷却到要求创建一个量子位绝对零度(约- 272摄氏度)。量子比特也必须保护的背景噪音,以减少错误计算。

量子计算机的内部看起来就像一个华丽的黄金吊灯。是的,它是用真金。这种稀释制冷机冷却的量子芯片的计算机可以创建叠加和纠缠量子比特在不丢失任何信息。

任何材料的量子计算机使得这些量子位显示量子力学属性可以控制。以不同方式创建量子位的量子计算项目,如循环超导线,旋转的电子,和捕获离子或脉冲光子。这些量子位只存在于低于冰点温度稀释制冷机中创建才起作用。

量子计算的编程语言

量子算法分析数据,并提供基于数据模拟。这些算法都写在一个quantum-focused编程语言。几种量子语言研究者和科技公司开发的。

这些都是量子计算的一些编程语言:

• QISKit:量子信息软件工具包从IBM是一个完整的图书馆编写,模拟和量子程序运行。
• 问#微软:编程语言中量子开发工具包。量子模拟器和算法开发工具包包含一个库。
• Cirq:一个量子谷歌开发的语言使用python库编写电路和运行这些电路在量子计算机和模拟器。
• 森林:开发人员环境由Rigetti计算写道,量子程序运行。

用于量子计算

真正意义上的量子计算机在过去的几年里,已经和只有少数大型技术公司的量子计算机。其中一些技术公司包括谷歌、IBM、英特尔和微软。这些技术领导人正与制造商、金融服务公司和生物技术公司来解决各种各样的问题。

量子计算机服务的可用性和计算能力的进步使研究人员和科学家的新工具来找到解决以前无法解决的问题。量子计算减少了所需的时间和资源来分析大量的数据,创建模拟数据,开发解决方案,创造新的技术,解决问题。

商业和工业使用量子计算探索新的经营方式。这里有一些量子计算的商业和社会项目的收益:

• 航空航天工业使用量子计算研究更好的方法来管理空中交通。
• 金融和投资公司希望利用量子计算分析风险和回报的金融投资,优化投资组合策略,解决金融转型。
• 制造商正在采用量子计算改善供应链,在他们的生产流程,创造效率和开发新产品。
• 生物技术公司正在探索加快新药的发现方法。

找到一个量子计算机和量子计算和实验

一些计算机科学家开发的方法来模拟量子计算在桌面电脑。

许多世界上最大的科技公司提供量子服务。当配台式电脑和系统,这些量子服务创建一个环境中,量子处理桌面computers-solves复杂的问题。

• IBM提供了IBM问环境有几个真正的量子计算机和模拟可以使用通过云。
• 阿里巴巴云计算提供了一个量子计算的云平台在那里你可以运行和测试定制的量子编码。
• 微软提供了一个量子开发工具包包括问#编程语言,量子模拟器和现成的代码的开发库。
• Rigetti quantum-first云平台,目前处于测试阶段。他们与森林的平台是预先配置的SDK。

在未来量子计算的新闻

梦想是量子计算机解决问题目前太大、太复杂环境建模和解决与标准hardware-particularly疾病控制。

台式电脑没有足够的空间来运行这些复杂的计算和执行这个令人难以置信的数量的数据分析。量子计算最大大数据收集和处理这些信息的一小部分时间在桌面电脑。数据将台式电脑几年来处理和分析需要几天的量子计算机。

量子计算仍处于起步阶段,但它有可能解决世界上最复杂的问题以光速。这是任何人的猜测量子计算将增长多少,量子计算机的可用性。