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量子武器 人类技术的极限——量子计算机

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相关量子武器的扩展:
何为量子武器? 量子武器实际上是一种杀人于无形的武器,如果把它安装在车辆上,任何目标都会被它一扫而亡;如果把它安装在舰艇上,任何目标都会被它一扫而亡;如果把它安装在飞机上,任何目标都会被它一扫而亡;如果把它安装在地球卫星上,就等于每个人的头上都悬着一把无形的杀人刀。
人类技术的极限——量子计算机


量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图1)

“量子计算机”是一种有潜力拥有远优于传统计算机的性能的技术。美国谷歌公司2013年5月16日宣布,将与美国航天局联手购入一台D-Wave 2量子计算机,并建立量子人工智能实验室(Quantum Artificial Intelligence Lab)致力于借助量子计算推动人工智能领域的诸多课题。到2015年QuAIL(量子人工智能实验室)装备了 新一代量子计算机D-Wave 2X。D-Wave 2X宣称,“组合优化问题”的求解速度令人惊讶的可以比现有计算机快一亿倍。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图2)

但是,“什么是量子计算机?”“与传统计算机有什么不同?”本文将回答关于这种量子计算机的这些问题。

长期以来,人类的技术一直是依靠火和冷兵器。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图3)

但现在它们正在转变为发电厂和核武器。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图4)

但是人类的大脑已经取得了进步。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图5)

自20世纪60年代以来,机器不断进步,逐年变得更小,更强大。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图6)

但它也有物理上的限制。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图7)

“太小了”会发生什么样的问题?现在让我们从基础上解释了这个问题。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图8)

计算机的组件很简单,它由存储,计算和控制设备组成。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图9)

一些计算机包括芯片模块,基础模块,逻辑门和晶体管。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图10)

晶体管是一个简单的开关......

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图11)

我正在允许和阻止信息。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图12)

流经它的“信息”是数据的最小单位“Bit”......

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图13)

它采用值 0 或 1。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图14)

一个位只能表示0或1,但如果有两个或更多,则可以表示更复杂的信息。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图15)

逻辑门是执行简单操作的部分。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图16)

例如,如果一切都是1,则AND门发送1 ...

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图17)

除此之外,发送0是一件非常简单的事情。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图18)

但是,如果进行这种组合,则可以进行加法...

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图19)

因为加法乘法也是可能的,所以每次计算都是可能的。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图20)

只有一组简单的计算。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图21)

因此,似乎7岁的孩子聚集在一起并进行计算。但是,随着数量的增加,就可以玩物理和塞尔达传说等游戏。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图22)

当材料变小时,量子的性质就出现了。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图23)

晶体管是电开关。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图24)

电流是电子的运动,开关阻挡这种流动。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图25)

当前晶体管的尺寸为14纳米。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图26)

这是HIV病毒大小的八分之一...

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图27)

只有红细胞的五分之一。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图28)

当它变小到这个尺寸时,通过电子隧道效应

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图29)

电子将穿过绝缘层。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图30)

因此不能在量子世界中使用普通的物理学,我不能使用机器。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图31)

技术已经达到了物理学的极限。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图32)

为解决这个问题而设计的一台新机器就是量子计算机。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图33)

在传统计算机中使用BITS的地方......

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图34)

量子计算机使用量子特性,基本信息单位是量子比特(qubit),用两个量子态│0>和│1>代替经典比特状态0和1,似乎接近光子的极化状态。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图35)

量子比特不能以一种状态存在,而是可以同时存在于两种状态中......

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图36)

这个称之态叠加

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图37)

在光子通过偏振片的那一刻,确定它是垂直偏振还是水平偏振。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图38)

除非观察到,否则量子比特被认为同时为0和1。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图39)

有人观察时才确定的叠加态。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图40)

通常,当用4位表示信息时......

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图41)

只能代表16种方式中的一种。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图42)

但是有了量子比特...

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图43)

您可以同时表示所有 16 条街道。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图44)

这种增长是指数级的,可以使用20个量子比特并联100万条线。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图45)

有一种进一步的现象叫做量子纠缠。这意味着即使两个量子位是分开的......

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图46)

它是一种同时变成相同状态的现象。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图47)

通过这样做,您只需查看一个状态即可了解另一个状态。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图48)

但是,量子比特的操作是困难的。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图49)

在逻辑门中,我在一个输入上有一个输出...

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图50)

在量子计算机的量子门中,输入旋转...

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图51)

另一个叠加显示为输出。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图52)

当输入放入量子位时,穿过量子门并观察它......

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图53)

所有可能的计算都在那里同时完成。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图54)

但是,我想要求的结果是其中之一,所以我很难找到它。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图55)

但是,如果你很好地利用了量子的本质,你将能够超快地计算出来。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图56)

我们在生活中不需要量子化,但在某些领域它可能很重要。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图57)

数据库搜索就是一个例子。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图58)

传统的数据库搜索需要参考所有元素,所以如果你试图检查你最喜欢的口袋妖怪,例如......

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图59)

由于有必要逐个引用数据,例如“这也是不同的,这也是不同的”,因此需要时间来显示。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图60)量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图61)

另一方面,在量子算法中...

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图62)

通过平方根时间进行搜索成为可能。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图63)

换句话说,花费100万秒(约12天)的搜索将仅在1000秒(16分40秒)内结束。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图64)

信息安全是最重要的事情。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图65)

目前,互联网和银行通过使用公钥加密来加密和保护信息。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图66)

但是,如果进行计算,则可以解密公钥加密。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图67)

这是一种在传统计算机上需要数年的计算...

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图68)

有了量子计算机,你可以在一瞬间完成。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图69)

量子计算机也可用于模拟。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图70)

模拟是一个需要大量计算的领域...

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图71)

它将有助于分子结构等的分析,

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图72)

当然你可以用它来研究量子力学本身......

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图73)

医学也将取得巨大进步。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图74)

量子计算机可能不是一种工具,而是一场革命。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图75)

“技术有限制吗?”

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图76)

答案是“我不知道我是否尝试过”。

量子武器 人类技术的极限——量子计算机(图77) 今天量子武器的内容先分享到这里了,读完本文后,是否找到相关量子武器威力有多大的答案,想了解更多,请关注www.yfnsxy.cn聚上美世界奇闻怪事网站。

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