量子計算機的計數原理,就是它沒能普及的原因
2020-12-05 老劉日記Liu曾經有人報導，說是量子計算機是人類的又一次革命，那麼量子計算機和如今常用的計算機有什麼不同呢？說到最大的不同，就小編的理解來說，就是它們的計數方式了。
先來解釋一下什麼是計數方式。
我們以前用過16進位，比如人們常說的半斤八兩和60進位，就是我們現在用的時鐘手錶等等，它們本質沒有什麼區別，就是用不同數目的符號組合來表示數量。
計數法比如說用十進位來數一下蘋果就是從1、2、3、4、5、6、7、8、9，然後進入下一個等級10、11、12、13、14一直往後數。如果是16進位，它就會一直數到九，數到九以後會A、B、C繼續數數到F，然後進入下一個等級，10、11、12、13、14，一直到1A、1B、1C、1D、1F然後進入20。
進位間的計數方式所以它們本質沒有太大的區別，只是符號數目的不同。人類的計算設備在過去有了飛躍的發展，每一種計算設備都有自己的技術系統。比如說算珠，它就採用了十進位，因為它的每一個珠串都有十個不同的狀態。
計算機的計數發展
進入20世紀人類進入了計算機時代，從電子管到電晶體再到集成電路一路高歌猛進。
計算機時代但是計算機的計數系統卻沒有變化，只是技術的載體發生了變化而已，我們可以核算珠對比一下計算機就是這個算珠的架構，而電子管電晶體或者集成電路就是算珠的一個個算珠串。
計數原理算珠串會有十個狀態，所以採用了十進位，但是這些電子管電晶體只有兩個狀態，簡單的說就是通電和不通電，所以計算機採用的是二進位計算機來數蘋果是這樣的1、10、11、100、101、110、111、1000。
數蘋果這就是二進位量子計算機的不同在於它的算珠更小了，達到了量子級別，也就出現了量子效應，所以就產生了不同的計數方式！
量子計算機的不同因為傳統計算機不涉及量子效應，所以他們計數方式本質沒有區別，而量子產生了量子效應以後會產生質的飛躍。
量子計算機的原理
微觀粒子比如電子就會有自旋效應，就像一個小小的指南針有NS機它可以旋轉一樣，我們簡單的把這兩種狀態稱為上和下
電子如果你把上和下解釋為電子管中的通電和不通電，那麼它和傳統的計算機技術沒有本質的區別，但量子效應就在於它的兩個狀態是同時存在的，疊加在一起。
比如一個量子它就有兩種狀態，而兩個量子它就會出現四種狀態，兩個同時上、一上一下、一下一上、兩個同時下，而且這四種狀態是同時存在的。
電子狀態那麼對於三個量子，它就會同時存在八個狀態。所以如果有N個量子就會同時存在二的N次方種狀態。
因為這些狀態是同時存在的，所以我們還會再引進一個數字，這些數字的平方表示在最終觀測的時候，對應的狀態出現的概率。
概率就像薛丁格的貓一樣，這些狀態是同時存在的，但當我們最終觀測的時候，我們只能觀測其中一種狀態。對比一下傳統計算機，傳統計算機在某一個時刻它只能記錄一種狀態，比如某一時刻它的記錄是零一，因為它只能記錄著一個固定的信息，所以只能進行一個計算任務。
而量子比如說兩個量子，它就會有四種量子狀態，這四個量子狀態是同時存在的，所以說它就是同時記錄四個信息，可以同時進行四個計算任務。
那麼N個量子就會有二的N次方種狀態，就可以同時進行二的N次方的計算任務，所以量子計算廣泛用在並行計算的領域。
量子計算機沒能普及的原因
但是這裡有一個很大的問題。雖然這些狀態是同時存在的，但是當我們最終觀測的時候，我們只能看到一種狀態，所以量子計算機需要特殊的量子算法來實現這些計算過程。
大家也可以看一下薛丁格的貓，講了量子狀態是同時存在的，但為什麼最終觀測的時候我們只看到一種狀態。
所以量子計算機的實現離不開量子的算法，目前的量子計算機很多是處於特定的問題，主要是用於大型的機並行計算，比如說D-wave two。
而如果你要是打遊戲看電影或者進行一些辦公，量子計算機是無法處理這些日常問題的，你還是需要一個簡單的傳統計算機。
打遊戲辦公好了，今天就給大家介紹到這裡，以後也會不斷地給大家推送，也希望大家留言和關注，我們下次再見。
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