提到了量子计算,你虽然表面上不动声色,实际上却一头雾水。这个时候你不需要担心什么,因为很多世界上顶尖的高智商的人士也都承认对量子计算一无所知。在本文中,量子计算小编就为你解除你心中的疑惑,让你了解量子计算。

量子计算会不会在未来代替传统计算机的位置-量子客

  一、量子计算发展需要我们共同的努力

量子计算机是一个跟传统计算机相结合的混合设备,可以被看作是传统计算机的协处理器或者加速器。上面运行的程序的大部分代码都是用普通语言来编写,然后通过调用Q#语言来运行在量子加速器中。在功能实现上,量子算法和传统算法有很大的区别。而Q#编程语言可以让开发人员轻松设置量子纠缠、叠加和干涉,从而极大降低量子程序的开发门槛。

事实上,我们认为量子计算领域应该开放给更加广泛的受众,让更多的人了解这个领域并且一起来开发相应的算法和程序,而不仅仅是量子力学专家。

  二、量子计算和经典计算到底有什么不同?

量子计算机依靠量子力学的原理来进行计算,这些原理与经典物理理念截然不同,比如量子叠加(superposition)、量子纠缠(entanglement)、量子干涉(interference)等等。量子计算机利用量子叠加来存储信息。在经典的二进制计算机中,数据被存储成0或者1两种状态,类似于一个普通开关。而在量子计算机中,信息被存储成量子态,可以同时被记录为0或者1。

在量子计算中,我们依靠量子位(量子比特)将信息存储在量子计算机中。但是这些量子却很不“安分”,它们时刻想和自己周围的环境进行互动。但是,与环境的纠缠会导致存储在量子位中的信息丢失,因此我们希望这些量子保持在一种“真空”状态,与各种各样的噪声相隔绝。隔离系统有很多不同的方法,但是微软采取的方法具有更好的可拓展性。

  三、量子计算的机遇或者挑战

跟所有新事物一样,量子计算带来的影响具有正负两面性。一方面,量子计算对机器学习有很重要的意义。量子算法可以加快深度神经网络、玻尔兹曼机(Boltzmann machine)或者感知器(perceptron)等的训练速度,更重要的是,量子计算机让我们有能力对大自然进行建模,可以实际模拟出大自然的运行方式,用来解决诸如清洁能源、粮食生产、气候变化等等问题。

但另一方面,量子计算也会在很多方面带来潜在的风险,比如密码学、安全学、隐私等。

  四、量子计算是不是可以代替传统计算机

量子计算机并不会取代经典计算机,就像超级计算机一样,量子计算机只会被用来解决某一类特殊的问题。人工智能、机器学习、医学、健康、量子化学等问题才是量子计算机的用武之地,这些问题的解决需要经典计算机花费数十亿年的时间,而在量子计算机上,几周、几天、几小时甚至几秒钟,难题就能迎刃而解。

事实上,量子计算的研究也反过来推动了经典计算的研究。例如,机器学习中的某些量子算法的思路同样可以运用到传统的机器学习中去,从而推动了传统算法的演进,这种类似的情况也经常出现在优化、理论计算科学中。通过研究量子计算和量子算法,我们对经典计算的了解也越来越深入。