作者MaMaLarLei ()
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标题[废文] 传统电脑将被取代?3分钟看懂量子电脑到
时间Sun May 19 09:27:57 2019
近年来,量子电脑挟其强大的运算速度及运算能力,惊艳了全球科技产业。这个据称可以
在眨眼间,便将天文数字计算完毕的新兴技术,究竟只是天方夜谭,还是真有其本?
前联电董事长兼执行长胡国强博士在题为「The Quantum Age is Coming」的演讲中,对
传统电脑以及量子电脑之间的差别做了一番解释,他并强调:「量子电脑可解决很多传统
电脑无法解决的问题,但这并非说传统电脑会被取代!」
传统电脑是怎麽做运算的?
首先必须厘清,但凡使用手机、平板、笔记型电脑抑或是桌面电脑,都属於我们现在指称
的「传统电脑(Classical Computer)」。因为不论你使用什麽作业系统,其处理资讯的
最基本单位都是位元(bit),即为「Binary Digit(二进制数位)」的缩写。
而一个位元只能是0或1两个状态的其中一个,这就是为何我们常听到「电脑是只有0与1的
世界」。传统电脑上的一切工作,都是把资讯编码成一连串的0和1的过程,以及对这些0
和1作出相应运算。
那麽,量子电脑和传统电脑有何不同呢?
量子电脑中的基本单位是「量子位元」(quantum bit,简称qubit),与传统电脑的位元
不同,量子位元不需要「只能是0或1」,而是可以「同时是0及1」。你可能会问:为何量
子位元可以这麽任性,可以打破传统电脑常规,还可兼具两个看似对立的状态?
由於量子电脑涉及微观的粒子世界,因此量子位元可以打破传统的二元规则,同时以不同
的「或然率(Probability)」,存在於两种不同状态上。
所谓或然率,即是研究在随机现象中,会出现的一种可能性。量子电脑即是根据这种「或
然率」,而非一般常见的「定性」来定义的。以地球仪为例,如果我们定义北极为0状态
,南极为1状态,那赤道上的状态就同时会「既是0也是1」,有50%的机率是0,50%的机率
是1,这就是量子叠加状态(Quantum Superposition)。量子纠缠状态(Quantum
Entanglement)也是由此导引出来的。
量子电脑还有两个非常重要的特性: 量子平行性(Quantum Parallism)和量子干涉性(
Quantum Interference)。不论一个量子电脑有100个或200个量子位元,只需要一个电磁
脉冲就可以将某特定位元所有的0状态改成1状态,所有的1状态改成0状态,或将所有的0
、1状态改成叠加状态。每个状态的或然率可以加减 (或称干涉),最後或然率趋近1的
状态就是答案了。这也是为什麽量子运算比传统电子运算快许多的原因。
正因为在量子世界里具备许多可能性,不再像传统电脑世界拘泥於0和1,一切结果唯有在
观测者测量时才可以得知,这也使得量子电脑具备比传统电脑更快速、高效的运算能力。
传统电脑只能解决n的k次方的问题;而量子电脑则可以处理高达2的n次方的资讯。
量子运算可以破解传统密码
现今最通用的密码运算法是RSA加密演算法,若用最快的传统电脑可能要花费一千年不停
的运算,才能解码。 1994年Peter Shor发明了可以破解RSA密码的量子运算法,也已透过
实验成功验证。未来只要量子位元增加,就可在几分钟时间内破解复杂的实用密码。
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完了 我看不懂
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