在物理学中，它是粒子在特定时间点以多个/平行动态状态存在的能力。在计算中，是一个数据位同时等于 1 还是 0，第三个值（如 NULL[unknown]）还是多个值的能力？.. 这种技术如何应用到：计算机处理器、编程、安全等等？.. 有没有人建造了一台实用的量子计算机或开发了一种量子编程语言，例如，程序代码是动态变化的或者是自主的？
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我在量子计算方面做过研究，我希望这是一个明智的答案。
人们常说，你在量子计算机中看到的量子比特可以以 0 和 1 的“叠加”形式存在。这是真的，但其方式比你最初猜测的要微妙得多。即使使用具有随机性的经典计算机，一个位也可以存在于 0 和 1 的叠加中，从某种意义上说，0 有一定的概率，1 有一定的概率。就像你掷骰子而不看结果，或者收到你还没有读过的电子邮件一样，你可以把它的状态看作是可能性的叠加。现在，这可能听起来很简单，但事实是这种类型的叠加是一种并行性，使用它的算法可以比其他算法更快。它被称为随机计算，而不是叠加，您可以说该位处于概率状态。
它与量子比特之间的区别在于，量子比特可以拥有一组具有更多属性的可能叠加。一个普通比特的概率状态集合是一条线段，因为所有的概率都是 0 或 1。一个量子比特的状态集合是一个圆形的 3 维球。现在，概率位串比单个概率位更复杂、更有趣，量子位串也是如此。如果你能制造出这样的量子比特，那么实际上一些计算任务不会比以前更容易，就像随机算法无法解决所有问题一样。但是一些计算问题，例如因数分解，有新的量子算法，比任何已知的经典算法都要快得多。这不是时钟速度或摩尔定律的问题，因为第一个有用的量子比特可能相当缓慢且昂贵。它只是一种并行计算，就像进行随机选择的算法只是在微弱的意义上使所有选择并行。但它是“类固醇上的随机算法”；这是我对局外人最喜欢的总结。
现在是坏消息。为了使经典位处于叠加状态，它必须是一个对您保密的随机选择。一旦你看到一枚翻转的硬币，硬币肯定会“塌陷”为正面或反面。这与量子比特之间的区别在于，为了让量子比特作为一个整体工作，它的状态必须对物理宇宙的其他部分保密，而不仅仅是对你保密。它必须对一缕空气、附近的原子等保密。另一方面，要使量子位对量子计算机有用，就必须有一种方法来操纵它们，同时对其状态保密。否则它的量子随机性或量子相干性就会被破坏。制造量子位并不容易，但它是例行公事。制造可以用量子门操纵的量子比特，
除了非常有限的玩具演示之外，人们不知道如何做到这一点。但是，如果他们能够做得足够好，制造出量子计算机，那么对于这些计算机来说，一些困难的计算问题就会容易得多。其他的根本不会更容易，而且对于哪些可以加速以及加速多少还不得而知。它肯定会对密码学产生各种影响；它将破坏广泛使用的公钥加密形式。但是已经提出了其他类型的公钥密码术，这可能是可以的。此外，量子计算与看起来非常安全的量子密钥分发技术有关，而密钥密码术几乎肯定仍然是相当安全的。
于 2010-07-04T19:24:40.713 回答
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使用“量子”计算一词的另一个因素是“纠缠对”。本质上，如果您可以创建一对具有物理“自旋”的纠缠粒子，那么量子物理学规定每个电子上的自旋总是相反的。
如果您可以创建一个纠缠对然后将它们分开，您可以使用该设备通过改变其中一个粒子的自旋来传输数据而不会被拦截。然后，您可以创建一个由粒子信息调制的信号，该信息在理论上是牢不可破的，因为您无法通过截取两个信号点之间的信息来知道任何给定时间粒子上的自旋。
许多非常感兴趣的组织正在研究这种用于安全通信的技术。
于 2010-07-02T05:05:51.203 回答
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量子计算有许多应用。
一个巨大的问题是能够在 P 时间解决 NP-hard 问题，通过使用量子比特的不确定性基本上并行地蛮力解决问题。
（被删除的句子是错误的。量子计算机不能通过并行强制所有解决方案来工作，并且它们被认为不能在多项式时间内解决 NP 完全问题。参见例如这里。）
于 2010-07-02T04:36:54.090 回答
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是的，有量子加密，如果有人试图监视您的通信，它会破坏数据流，这样他们和您都无法读取它。
然而，量子计算的真正威力在于，一个量子比特可以有 0 和 1 的叠加。大不了。然而，如果你有 8 个量子比特，你现在可以表示从 0 到 255 的所有整数的叠加。这让你可以用多项式而不是指数时间来做一些相当有趣的事情。大数的因式分解（IE、破坏 RSA 等）就是其中之一。
于 2010-07-02T04:42:01.670 回答
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我关注最近关于该主题的非同行评审文章，这是我从我所阅读的内容中推断出来的。除了上面所说的之外，还有一个量子比特。即它们可以保持叠加的值，它们也可以保持多个位，例如 spin up/+ spin down/+ spin -/vertical ，我需要缩写 +H,-H,+V,-V Left+, LH, LV 也并非所有组合都是有效的，并且可以将附加值放在每个使用的量子比特类型上，类似于 ram 与 rom 等。具有波长的光子、带电荷的电子、带电荷的光子、带电荷的光子spin，你明白了，有些组合是无效的，有些组合需要额外的算法才能将参数传递给下一个变量（存储数据的位置）或 qubit（要返回的值的叠加位置，如果您只是因为尺寸和空间的限制，电线的使用必然受到限制。最大的挑战之一是控制或消除 Q.（量子）退相干。这通常意味着将系统与其环境隔离，因为与外部世界的交互会导致系统解聚。2011 年 11 月，研究人员使用 4 个量子位分解了 143 个。同年，D-Wave Systems 宣布推出市场上第一款名为 D-Wave One 的商用量子退火炉。该公司声称该系统使用 128 量子位处理器芯片组。2013 年 5 月，谷歌公司宣布推出 Q.AI。实验室，希望能促进人工智能。我真的希望我没有在他们已经知道的事情上浪费任何人的时间。如果你学到了什么，请上来。由于我还不能评论，
于 2013-07-31T19:40:15.100 回答
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只是根据 Greg Kuperberg 的回答更新了量子计算行业的基础：
D-Wave 2 系统正在使用量子退火。
当一个observation事件发生时，叠加量子态将坍缩成一个独特的状态。当前的量子退火技术是对 2 个量子比特施加物理力，该力对量子比特施加了约束，因此当观察发生时，量子比特将有更高的概率坍缩成我们愿意看到的结果。
参考：
于 2014-08-27T18:09:58.237 回答