量子世界是非常神奇的世界，是平行的世界

編輯 | 八哥

作者 | 科普家007

1、什麼是量子計算：

計算機已經分成兩類了，有經典計算機和量子計算機。有些問題經典計算機就很容易解決，比如把兩個大的數乘起來，經典計算機可以算得很快。但是一個數看能不能拆成另外兩個數的乘積，比如15可以寫成3乘以5，這個數比較小的話你自己也可以算出來。但是給你一個很大的數，經典的計算機要算這個數到底是不是兩個數的乘積需要花很長的時間，因為它用的算法是窮舉法，把所有可能被除的數一個個除過來，最後才能確認這到底是不是兩個數的乘積，經典計算機算起來非常慢。

今天人工智慧要做的事情，整個人類所有計算的事情最終能轉化為優化的問題，很多的可能性，我們要找到最佳的可能性，經典計算機只能用窮舉法，最後才算出一個答案。但是量子世界是非常神奇的世界，是平行的世界。比如一個著名的試驗，如果我放出一個粒子，比如光子，它有兩個孔，要不是左邊，要不是右邊。比如我打一個炮彈過去的話，要不就是從左邊穿過，要不就是從右邊穿過，不可能同一個時間既穿過左邊，又穿過右邊。但是量子世界有一種本真的平行在裡面，一個基本粒子在某一個瞬間同時穿過了兩個孔，只有這種行為才能解釋在後面形成的幹擾條紋。假定要麼是左，要麼是右的話，看起來的圖像就不是這個顯示的圖像。

虛擬中央波

量子的世界本身就是平行的。如果用量子世界來做計算的話就能夠秒算，把所有的可能性一下子算出來，因為量子世界有它本真的平行性，這是量子計算最基本的概念。

但是要真正造出這個量子計算機是非常困難的，比如最基本的單位，經典計算機最基本的單位是比特，就是信息要不是0就是1，用0、1就能夠表達所有的信息，這是經典計算機的概念。但是在量子世界裡面，一個粒子同時穿過左孔，又穿過右孔，處在某一種疊加的狀態。一個量子比特講不清是0還是1，它是處在0和1疊加的狀態裡面。大家聽一個比喻，薛丁格貓就處在死和活的疊加狀態裡面。這是一種非常奇妙的現象。但是由於這種基本的現象，說明一個量子的比特本身是不太穩定的，你去觀察一下周圍就知道它要不就是在左邊，要不就是在右邊，要不是0，要不就是1，任何一個噪聲就會對量子比特產生很大的幹擾。

最近量子計算機成為全球和美國著名公司特別關注的，谷歌也在這方面做投資，微軟也在做投資，IBM也在做投資，因特爾也在做投資，但是根本上不能解決這個問題，一個量子比特是非常不穩定的，如果哪天告訴我們做了50量子比特，但是關鍵的問題是有用的比特是多少，如果只有一個有用的比特，往往在這種量子計算的框架下需要10個、20個甚至40個、50個糾錯的比特來為它服務，使得量子計算很難真正實現。

但是天使粒子的發現根本改變了，這是量變到質變的過程，並不是把量子比特做得越多越好，量子比特本身自帶糾錯的能力，就是我把通常一個量子比特能夠拆分成兩個天使粒子的。我剛才一直在講基本的概念，通常的粒子有兩面，天使粒子只有一面，所以天使粒子通常只相當於一個粒子的一半。所以通常一個量子比特就可以用兩個天使粒子來儲存它。一旦用了兩個粒子儲存它，它們在遙遠的地方，它們相互是有糾纏的。

但是在經典世界裡面的噪音，它們相互之間是沒有糾纏的，這樣的話就沒法用噪聲來破壞由天使粒子所儲存的量子，所以這是一個革命性的改變。所以我在兩周之前在美國物理學會作的演講，首先天使粒子的發現是激動人心的發現，但是用量子做量子計算機是多少比特就多少比特，不用附加糾錯的比特，自帶糾錯功能，這會對量子計算達到突飛猛進的發現。-摘自張首晟觀點。

2、量子計算的應用有哪些

由於量子計算可以做到秒算，因此可以理解一臺擁有超強算力的大腦。那麼將來是不是全世界不用5臺計算機，一臺量子電腦就夠了呢？由於量子計算將算力提升到了新的高度，因此才有量子霸權之說。誰掌握了量子技術，誰就掌握了信息社會秘密武器。畢竟天下武功，無堅不摧，唯快不破。

那麼對於區塊鏈這種分布式記帳，是否可以用量子計算來破解呢？答案是可以的。現有的區塊鏈技術是基於每個分布式節點，本質是密碼學的應用，如果從理論上分析計算的足夠快那麼就能破解每個節點的密碼。

另外，既然量子計算的算力這麼強，其實用來挖礦的話，產出效率是傳統的礦機幾倍，那麼比特幣市場就會分分鐘貶值了。比特幣是限量的另說。

但是目前還沒有商用案例，只有原型樣機。例如IBM展示的樣機，只可遠觀，不可商用，走出實驗室還有很長的路。

概念計算機中央處理器Conceptual Computer CPU

3、量子通信和量子計算的關係？

量子通信是加密通信的一種應用，本質上是利用量子糾纏特性的保證端到端加密的可靠。現在已經有商用的例子。

而量子糾纏看起來很高大上，其實簡單的理解就是宇宙中任何事情都是成對出現的，知道其中一個狀態就能推理出另外一個狀態，因為他們具備相關性。而這種糾纏狀態正好可以用於通信安全加密。

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穿梭bai時空！可以回到過去任意時間、du任意地點，可以跟過去的zhi自己扭在一起打成一團！dao可以把物品從過去搶來，帶到未來！如果不是編劇及時收手，恐怕幹掉過去的自己也不是不可以。在這裡，哪怕相對論不敢碰的禁區（因果律），在量子世界裡都不叫事。好吧，量子技術成功超越了相對論。以後想時間旅行，不需要蟲洞，不需要傳送門，只要帶上皮姆粒子，帶上GPS手環，就可以全宇宙耍流氓了。

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