编程语言会突破吗
cysgjj时间2024-09-10 14:14:05分类编程语言浏览79
当前量子计算技术前沿是什么水平？
现代技术发展的速度总是超过人们的想象，技术发展的方向也将人们的生活带向一个新的层次。在今年CES展上，因特尔宣布了自己的研究成果，一块49个量子位的量子芯片，而后三月，谷歌宣布了一块拥有72个量子比特的量子芯片，并且表明能够进行实际运用，5月阿里达摩院也不甘示弱，推出了自己的量子电路模拟器“太章”，一时间量子计算的概念进入大众视野，成为了焦点话题。
量子计算（图片来自***://tech.sina***.cn/it/2017-05-05/doc-ifyeycte8789900.shtml）
什么是量子计算？根据***的解释，根据量子力学现象进行计算即为量子计算。谈到量子计算，就必然绕不开两点，叠加和纠缠。与传统计算机基于晶体管的二进制不同，传统计算机的二进制数字总是确定状态的“0”或“1”，而量子计算使用的是量子比特，并没有固定状态，我们可以借用一个著名的实验“薛定谔的猫”来描述这一现象。
薛定谔的猫（图片来自***s://baike.baidu***/item/%E8%96%9B%E5%AE%9A%E8%B0%94%E7%9A%84%E7%8C%AB/554903?sefr=cr）
在箱中放置一只猫和连接毒气的放射物，箱中的放射性物质有50%概率衰变释放毒气杀死猫，但也有可能不会衰变使得猫活下来。在不打开箱子的情况下，如果按照传统计算机的角度，猫要么死了要么活下来，必然是二者中确定的一方。但是以量子计算的角度，猫可以既死既活，处于二者混合的状态，这就是叠加状态。
量子纠缠（图片来自***s://***.zhongtou8.cn/news/detail/78873）
量子纠缠实际上是两个在叠加态中的粒子相互影响的现象，值得注意的是，这两个粒子在空间上距离可能会隔很远，但是双方中间一旦一方被测定，与之纠缠的一方的状态也会被确定下来。
传统计算机的基本单位比特(bit)拥有确定的状态，要么“0”，要么“1”，而量子计算的基本单位为量子比特或称为量子位（Qubit），可以同时存在“0”和“1”两种状态，如果拥有4个比特，那么传统计算机也只是存储2^4中的一个，如果拥有4个量子比特，那么能够存储的信息为2^4个，计算能力直接呈指数级增长，运算能力相当于传统计算器运算2^4次，效率将大大增加。
得益于量子叠加和纠缠，量子计算能够保持超高速度来进行并行运算，对于大批量数据结果运算能够保证高效完成。不过需要注意的是如果没有与之对应的量子算法，量子计算机的实力是难以全部发挥的，而且只有部分算法可以进行加速，因此传统计算机与量子计算机处于相辅相成的关系，并非只是新技术完全取代传统的过程。
早在2016年5月4日，IBM就发布了量子计算服务，用户可以通过云连接IBM量子计算机，来进行实验和模拟。量子计算作为一种革命性的技术正越来越受到重视，微软，谷歌都投入了自己的研发力量，量子计算的现实应用也正一步一步离我们越来越近。
首先先来介绍下量子计算是个神马鬼？量子不是一种粒子，它在多数情况下是一个形容词而不是名词。它也不是指分立、不连续，而是一套自然规律的总称——这套规律是人类现有认识范围内物质世界的“基本法”。
而量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。对照于传统的通用计算机，其理论模型是通用图灵机；通用的量子计算机，其理论模型是用量子力学规律重新诠释的通用图灵机。从可计算的问题来看，量子计算机只能解决传统计算机所能解决的问题，但是从计算的效率上，由于量子力学叠加性的存在，目前某些已知的量子算法在处理问题时速度要快于传统的通用计算机。
搞明白什么是量子计算技术，再来看下各个知名厂商在此领域的成果。据悉，英特尔公司与荷兰研究机构QuTech共同发明了一种基于硅材质的量子芯片，旨在帮助量子技术业界超越传统计算机并朝着全新的方向迈进。另外，在今年的CES 2018展会上公布了一款49 qubit量子芯片，该公司CEO Brian Krznich将其称为量子计算领域的突破性进展，同时也代表着“量子优势”的下一步方向。
IBM公司在量子计算上也做好充足的准备，邀请客户在其全新20量子位系统之上构建应用程序，而50量子位系统也已经在开发当中。摩根大通、戴姆勒以及三星将成为第一批试用IBM公司全新20量子位（qubit）IBM Q量子系统的企业，负责协助蓝色巨人立足这套系统探索商业、工业与科学类量子计算应用潜力。
谷歌作为业内知名企业，自然不甘落后，推出一款72个量子比特的通用量子计算机Bristlecone，实现了1%的低错误率。
国内的话中科大比较领先。现在主要是潘建伟小组在做，他们在量子纠缠上的研究已经达到世界先进水准，量子通信和量子计算做的都不错。量子计算机主要是解决多量子体系纠缠态的制备以及找到更有效的算法，主要[_a***_]在量子物理。2007年潘建伟他们发表了一篇文章叫用光量子比特演示休尔量子因子分解算法的编译版，当时也挺轰动的。国外的话牛津、慕尼黑、维也纳大学；美国的麻省，加州伯克利等几所也做得不错。不过我建议你，如果想做这方面的研究，去中科大真的很不错，他们有国家级微尺度物理实验室，无论在硬件还是软件上都很强，几乎每年中国十大科技进展里都有潘建伟小组的身影，你可以去搜搜。
虽然有很多的炒作和泡沫，但目前量子计算实际上还处于理论研究和原型概念验证的早期阶段。我们国家在量子计算上还落后于美国，但是在量子通信上已经是世界第一的水平。
量子计算对于大多数人来说很神秘，尤其是“量子霸权”这样的概念让人觉得好像谁掌握了量子计算的优势谁就能称霸世界。但事实上对于量子计算的研究不是为了替代传统的计算机，就像发明火箭不是为了替代汽车一样，两者各有各的用途，甚至在大多数时候量子计算还不如传统计算机。这是因为量子计算要结合特定的算法（例如：质因数分解的Shor算法和无序搜索的Grover 算法）才能发挥它的威力，但在目前阶段量子计算还停只留在理论和概念的阶段，远远还没成为一种“通用技术”。
由于还处在早期，量子计算的“门派”和“学科分支”也有许多，属于百花齐放的阶段。但是一般而言，我们会用“量子比特位”的数量来作为衡量量子计算研究水平的一个主要参考。今年3月谷歌宣布推出拥有72个量子比特的Bristlecone芯片是迄今为止最大的量子芯片，超过了IBM的50个量子比特和英特尔的49个量子比特。
从量子比特数量的角度来讲，美国的确是超过我们，但“数量多”并不代表“质量好”，所谓的“量子霸权”很多时候属于概念的炒作。阿里巴巴量子实验室主任施尧耘说：“很多人都希望谷歌的这款处理器能够实现量子霸权，但我们的结果表明，这种期待可能过于乐观。” 就像之前所说的，量子计算在大多数时候的效率其实比不上传统计算机，就像坐火箭去上下班在绝大多数时候还不如打车或者骑个自行车方便。
不过在这里要提一句，在量子通信领域中国目前的确是在领跑世界，去年９月中国和奥地利科学家借助“墨子号”卫星成功实施的世界首次相距7600公里的量子保密洲际视频通话。和量子计算不同，量子通信主要的任务是保密通讯，而不是比计算速度。
量子计算核心问题：
1、如何产生量子；
2、如何稳定束缚；
3、如何输入数据；
4、如何获取结果；
看了几百篇文章，只有少数内容对12问题含糊其辞一带而过，34问题都没提到过，是因为后两个问题太简单了，懒得废话，还是作者都没弄明白？......都是跟风追屁的......真怀疑又是个忽悠经费的概念……
（上面之前的想法，现在据说商用了，我去学习下 IBM Q ...）
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