如今,Qubits越来越受到关注。你可能听说过它们,如果有的话,你可能已经知道了 某物 与计算机有关。他们与计算机有什么关系是令人困惑的,所以,在我们直接进入之前,让我们集体思考量子计算的想法。在量子力学中,系统可以表现出非常奇特的行为。其中之一是当一个粒子同时处于两个位置时的叠加,以及当一个粒子的行为影响其他更远的粒子的行为时的纠缠。这些不是我们日常生活中注意到的现象,这就是为什么我们不担心坐在猫里的狗或其中任何一个进入三个州的食品室。我们现在构建计算机的方式基于称为晶体管的材料 - 也就是与电子信号相互作用并放大电子信号的半导体 - 它们无法利用量子态。量子计算机是不同的。
但是,如果你建造了一台计算机 没有 直接处理量子现象,你的电子设备可以做出令人难以置信的事情。这些类型的计算机可以以惊人的速度运行;只需几秒钟即可筛选数据。使这项工作的核心是改变数据的本质。目前,数据以二进制数字编码,我们称之为位,仅作为两种状态之一存在。但是如果你找到了一种方法来制作比特量子 - 也就是说,同时存在于多个状态 - 它们将是量子比特或“量子比特”。
量子比特通过利用叠加并且能够不仅仅是两种不同状态中的一种而具体地起作用,但同时也是如此 都 状态。它就像一个灯开关一样 和 off(当你认为量子比特基于光子的特定偏振时,这是一个恰当的比喻。)在现实世界中我们思考这个奇怪,但在量子物理世界中,它并不奇怪。
Qubits还表现出量子纠缠,因为它们可以同时起作用 - 进一步帮助加速数据驱动的过程。运行的计算机可以同时执行两项操作,或者更重要的是,一次运行多个步骤。
例如,假设您有一个设备正在经历大量数据 - 例如全世界每个人的电话号码 - 以及组织和分析每个条目。基于量子比特的量子计算机可以更快地完成这样的任务,因为数据不需要逐个筛选。因为数据可以采用多种状态,所以可以更快地处理它。
量子计算本身正在起飞,但让量子比特工作是一项更加困难的工作。在过去十年中取得了可观的一系列成功。 2013年,谷歌与NASA合作推出了量子人工智能实验室,并成功构建了512-qubit D-Wave量子计算机。就在上个月,研究人员解决了阻碍光学量子比特发展的问题;和其他人公布了成功测试一种叫做“qutrit”的东西 - 它可以存在于两个,但是 三 不同的叠加状态。
这会不会影响我们与大众市场技术接口的方式?这很有可能,但是,除了了解不久的将来所发生的事情的后果之外,量化知识几乎没有什么实际价值。