传统计算机因为几年只有1和2两个状态的逻辑,所以可以称之为二进制计算机,它的优点就是原理简单,技术难道低。
但是20世纪60年代至70年代,人们发现能耗会导致计算机中的芯片发热,极大地影响了芯片的集成度,从而限制了计算机的运行速度。研究发现,能耗来源于计算过程中的不可逆操作。
那么,是否计算过程必须要用不可逆操作才能完成呢问题的答案是所有经典计算机都可以找到一种对应的可逆计算机,而且不影响运算能力。既然计算机中的每一步操作都可以改造为可逆操作,那么在量子力学中,它就可以用一个幺正变换来表示。
早期量子计算机,实际上是用量子力学语言描述的经典计算机,并没有用到量子力学的本质特性,如量子态的叠加性和相干性。在经典计算机中,基本信息单位为比特,运算对象是各种比特序列。
与此类似,在量子计算机中,基本信息单位是量子比特,运算对象是量子比特序列,所不同的是,量子比特序列不但可以处于各种正交态的叠加态上,而且还可以处于纠缠态上。
这些特殊的量子态,不仅了量子并行计算的可能,而且还将带来许多奇妙的性质。与经典计算机不同,量子计算机可以做任意的幺正变换,在得到输出态后,进行测量得出计算结果。
因此,量子计算对经典计算作了极大的扩充,在数学形式上,经典计算可看作是一类特殊的量子计。量子计算机对每一个叠加分量进行变换,
第160章,量子计算机(3/6)