关于量子计算机搭建方法的问题,小编就整理了2个相关介绍量子计算机搭建方法的解答,让我们一起看看吧。
如何实现一台量子计算机?1981年,美国物理学家费曼指出,由于量子系统具有天然的并行处理能力,用它所实现的计算机很可能会远远超越经典计算机。1994年,麻省理工学院的Peter Shor教授提出分解大质因数的高效量子算法之后,量子计算就引发了世界各国政府的强烈兴趣。
经过二十多年的研究,对于如何建造一台量子计算机,人们越来越清楚了。
IBM的科学家David DiVincenzo 2000年提出了建造量子计算机的5点要求和两个辅助条件,为未来具有实用价值的量子计算机画出了蓝图。
这5点要求是:
1. 一个能表征量子比特并可扩展的物理系统;
2. 能够把量子比特初始化为一个标准态,这相当于要求量子计算的输入态是已知的;
3. 退相干相对于量子门操作时间要足够长,这保证在系统退相干之前能够完成整个量子计算;
4. 构造一系列普适的量子门完成量子计算;
5. 具备对量子计算的末态进行测量的能力。
两个辅助条件是:
(一)在静止量子比特和飞行量子比特之间实现量子信息的转换;
(二)具备在节点间实现量子比特传输的能力。
让我用通俗的话来解释一些这五个条件。
首先,我们得找到一个物理系统用做量子比特,作为量子计算的载体。所谓量子比特是把经典信息的基本单元比特扩展到量子世界的产物。不同于经典比特,只需要0和1,量子比特实际上是定义为0态与1态的任意量子叠加态。然后,类似于经典计算机,我们需要把量子计算机初始化,也就是把所有的量子比特都重置为零态。在进行计算的过程中,错误和耗散是很难避免的。为此,我们需要实现量子逻辑门操作的时间远小于量子比特的退相干时间。我们也需要让有限量子门操作组合起来能够实现任意的量子计算。在完成计算之后,还需要把计算结果高精度、高效率地读出来。
量子计算机的配置?量子计算机和许多计算机一样都是由许多硬件和软件组成的,软件方面包括量子算法、量子编码等,在硬件方面包括量子晶体管、量子存储器、量子效应器等。
量子晶体管就是通过电子高速运动来突破物理的能量界限,从而实现晶体管的开关作用,这种晶体管控制开关的速度很快,晶体管比起普通的芯片运算能力强很多,而且对使用的环境条件适应能力很强,所以在未来的发展中,晶体管是量子计算机不可缺少的一部分。
量子储存器是一种储存信息效率很高的储存器,它能够在非常短时间里对任何计算信息进行赋值,是量子计算机不可缺少的组成部分,也是量子计算机最重要的部分之一。量子计算机的效应器就是一个大型的控制系统,能够控制各部件的运行。这些组成在量子计算机的发展中占领着主要的地位,发挥着重要的运用
以电子机的架构,将电子线路替换成量子线路,比如说光子的传播通道,一个光子代表一个量子比特。再将电子门替换成通用量子门集合中的量子门的组合。
通用量子门集合(应该这么翻译吧……)就是用这个集合中的量子门可以经过有限个数的组合模拟任何的量子门,在电子机中,通用门集合应该就是NOT加AND 或者加OR 或者加XOR。应该是这样,大一学的,好久远了。比如,A or B 就等于not(not A and not B) 这样就用not 和 and模拟了or。
至于最小的通用量子门集合是什么?之前看书没提到,只说了cNOT 和 Hadmard两个门不是通用门集合。
到此,以上就是小编对于量子计算机搭建方法的问题就介绍到这了,希望介绍量子计算机搭建方法的2点解答对大家有用。