的奇怪的量子力学量子位和概念的计算机 Bashny.Net

物理学家塞特*劳埃德*奇怪的量子力学量子位和概念的计算机



 

量子计算机 设备存储和处理的信息的水平各个原子的和基本粒子。 在量子计算有两个方面：第一个量子和第二个计算的。 "量子力学"—听起来有点怪怪的，量子力学是真正不同寻常从科学的观点。 但在某种意义上说，在量的方面是更容易理解。

量子力学的 一个理论，说明如何东西的行为在小的和基本的水平。 这是物理学的分支，研究如何，原子、光子(光粒子)、电子、基本粒子的行为。 如果我们要建立一个计算机在原子和规模的小粒子，这将不可避免地根据工作量子力学的规律的。 我们看到的陌生的量子力学的事实，量子力学是奇怪的和违反常理的，事实上，我们可以计算方式，这不是一个笔记本电脑。

第二方面的量子计算的计算。 那么，什么是计算机吗？ 实际上，这是一种困难的问题，因此我可以说，计算机计算机在哪里我看见它时我的类型，或打电话或利用谷歌地图。 但事实上，这一概念的计算机超越了简单的问题你是否有苹果或者电脑或三星。 这一概念的信息处理。 什么是计算机吗？

数字计算机接收到的信息，并打破成尽可能小的碎片叫位。 位是一个基本区别之间两种可能性：是的，没有，真假，零和一个或者，对于这个问题，为低或高压电容器的电脑。 所以比特的物理存储在一个传统的电脑：低压电容器为零，高单元。

执行计算的计算机，具有信息分成小块，操纵他们，让他们互动和修改它们根据非常一般性的规则。 事实上，有的概念，一个普遍的数字计算，复盖的最复杂的任务，可以解决典型的计算机系统，在条款的位。 因此，一个量子计算机是一种计算机，需要比特并与他们合作，以系统的方式，但它的工作在原子基本粒子、光子(光粒子)，电子—在哪里统治量子力学的规律的。

量子力学是奇怪的。 奇怪的是科学术语。 玻尔创始人之一的量子力学说：

"任何人说他明白量子力学，并且他/她不是晕了，真的不理解。"

一般来说，丹麦甚至更加令人印象深刻。 但这是真的：量子力学是奇怪的和违反常理的。 要经历这种奇怪的，想一想什么是所谓的波粒两重性。 我知道这听起来令人费解的—红细胞波二元论。 这是什么意思？ 这意味着什么我们认为颗粒，如原子或电子，有一个波相关联。 同样，我们认为波，例如光或声音，有一个相关的粒子。 所有这一切都发生在一个非常微观的水平。 这意味着，当储存点的信息在一个量子计算机，说到位置的电子、电子还有一个相关的浪潮。

在典型的计算机位的存在以下方式：如果是一个低压—一堆电子"这里"；该单元是高压—一堆电子"在那里。" 现在，让我们缩小到这点的时候，我们收到量子点，即一个电子。 因此，一个电子在一个地方，该单位是一个电子。 嗯，想象一下子为零，你移动，它回它成为一个单元，你移动它在这里—他再次成为零。 你有两个电子，你移动，你改变几个位的—没有问题存储和处理的信息的水平各个电子。

问题是，电子是一个量子机械的对象，虽然这是一个颗粒还有一个波相关联。 这种波是直接关系到子。 如果波的电子完全是在任何一个地方，那么子是存在的，它将为零。 如果电子波的全在这里，子也在这里，这是一个。

但有趣的量子力学中，波不应只是在这里，或只是在那里。 你知道，他们不仅应该在任何一个地方。 波都是扩展的对象，在某些情况下，他们可同时既可以在这里和那里。

这意味着什么是电子作为一种波，是在这里和那里吗？ 这意味着，一个电子在两个地方。 因此，量子点，或者位，因为它有时被称为中，有一个有趣的质量：它可以在一个零和单元，因为电子，在两个地方。 这只是怪异的，是违反直觉的。 没有经典的形象，这正说明。 例如，一个足球不能在这里和那里同时，即使混乱的领域有时可以创建这样的印象。 所以，因为电子可以同时在两个地方，量子点，或者位，既可以是零或一个。 因此，这个关键特征的量子古怪—波粒两重性的，神秘的、不合逻辑的且难以常规的思考，意味着位子可具有的价值观的零和一个同时进行。 这意味着，量子计算机可用的计算方法是不可能对典型的计算机。

你可以想想这样说：如果将典型的计算是一位序列改变了几次退出，你可以把它想象成一个浪，一个浪，就像一个长注意("aaaaaaaaa")或一首歌("啊-啊-啊-啊-啊-啊"). 因此，每个典型的计算是喜欢一个单一的波包括一系列的纯的注释。 在量子计算，相反，波的所有位可能有若干含义，所以也是一个交响乐团。 我不能唱一首交响曲独自一人，但是你可以想象它代表。 并且如果发生了什么量子计算是一个事实，即波每一个对应的计算，是总结在这样一种方式，它们之间有干扰的和谐。 多亏了这个可能性，开辟前的量子计算机，更多经典的计算机。

因此，让我们认为它有一点内部的计算机。 如果我有零或一位可以信息。 零和一个—它听起来那么平淡无奇。 假如我要求我的未婚妻或者女朋友:"你愿意嫁给我吗？" 她向我发送信息位，其中零是"没有"和一个"是"。 这是一个非常重要的位对我来说，也许她回应了我通过电子邮件，这可能不是最佳的方式接受提供的双手和心。 对于量子的非婚生子女，她可以给一个量子叠加的零和一个—这意味着她是矛盾的量子力学意义。 那么发生什么事情的时候其实我看看她的反应吗？ 这位子有财产，如果你有位零与一，其中零是"没有"和一个"是"同时，我将看看是否有一个电子。 没有。 是那里吗？ 是的。 然后有一半的时间，我得到的回答"没有"，而有一半的时间—是的。 所以如果我的一个朋友给了我这个问题的答案，这将是，事实上等于是掷硬币决定怎么回应我提供的。

在计算机一位可以只是一点点的信息作为零或一，但它也可以指示。 因此，零可能意味着"要做"和一个"这样做"。 离开婚姻隐喻让我不舒服，从隐喻关于婚姻，让我们切换到的数学。 因此零可以命令的计算机，以增加2+2. 和单位可以告诉计算机，"3+1". 在一个正常的计算机一点可以是零("2+2")，或者单位("3+1"). 但是，在一个量子计算机，因为量子比特可以有价值的零和一个同时，如果你把它作为指示的量子计算机、电子计算机将通过增加2+2和增加3+1在并行的，在某些有趣的量子的意义。 因此，这两个不同的计算，在同一时间发生类似的唱歌的两个合唱团或同时进行的游戏两个小提琴在交响乐团。

事实上，量子计算是由于干涉之间的这些各个部分就像是当我们听到两声阵阵，我们同时，我们认为没有他们每个人分开，但是这些声音一起，互相干扰。 这看起来似乎像变魔术一样，作为在建筑的量子计算机使用的部件的原子的规模，获得一个非常-非常小的配合，而你应该跟着他们，因为如果你失去一个,你永远也不会再看到。 你可能会问："为什么我们所做的时候，我们有一个伟大的经典台计算机吗？"





这个想法的量子计算、存储位在各个原子建议在1980年代初独立实体的保罗*贝尼奥夫从阿贡国家实验室，位于加利福尼亚州技术学院和大卫*德牛津英格兰。

第一个原型的量子计算机不建直至1990年代初独立实体，当我想出如何生成最简单的版本的这样一个计算机。 Dave文兰、诺贝尔物理学奖得主，赢得了诺贝尔奖包括成立的第一个简单的量子计算机。 在1994年，但是，没有一个真正的激励，产生他们的时候彼得*肖尔，然后在AT&T,现在他在麻省理工学院表明，如果有可能建立一个量子计算机，即使是很小的一个，成千上万的昆位，他将能够执行一百万操作一块蛋糕到其经典的前身。 如果你让这样一个量子计算机来做计算的这个交响乐团，他可以破译所有代码，我们使用秘密地传送信息通过互联网。 而且，如你所知，这句话后，很多人刺了他的耳朵—不仅是个人，但也机构希望知道别人的秘密和保持自己的，当然。 这些机构和许多人说，"Oh，这将是巨大的，要创建一个量子计算机"。

因此，在第一半的1990年代发起的整个领域的量子计算的，和我的同事和我开始建立的量子计算机，世界上的一切—不是所有的课程，但数百名世界各地的人们也已经开始创建它们。 现在我们有量子计算机，甚至如果你可以不大的数字鸿沟和黑骗子，但是可以做一些有趣的事情。

我们使用量子计算机在这里，在麻省理工学院以探讨的基本物理性质的问题，甚至试图计划的一个量子计算机，以便它帮助我们来看看发生了什么事在宇宙中的第一时刻的存在。

你可以使用量子计算机研究的奇怪的影响进行的名称，如"混乱"的时光粒子知道对彼此更加于他们有权根据古典法律。 你可以使用量子计算和量子通信传输机密信息，其可靠性是有保证的法律性质。 甚至如果这些理由都不够好来进行的量子计算，有一个不同的动机：这是非常令人兴奋的。 我工作上的量子计算机在过去的15年或20年，并有很大的乐趣探索如何性质的作品在最小的和基本的水平。 出版

 

P.S.记住，仅仅通过改变他们的消费—我们一起改变世界了。 ©

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资料来源：postnauka.ru/video/54343