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量子比特演算法礦池

發布時間: 2021-10-04 17:09:37

A. 量子比特是什麼對物理學研究有什麼影響

我們將與科技談話者討論量子計算。

首先,量子計算機何以成為量子計算機。我將讓科技談話者來解釋一下。


因此遵循著這兩條法則,量子計算機能夠迅速地執行計算——極其迅速得計算那些過去被認為是不可能在合理的時間內解決的難題。例如,一台運用恰當演算法的量子計算機可以相對輕易地破解牢固的密碼。因此我們離用量子計算機取代智能手機還有多遠?

科技談話者:現在還不必擔心。目前為止,我們的量子計算機還處於用幾個量子比特進行簡單計算的階段。然而,在將來,這將給科技帶來一些十分有趣的改變!

總結

所以這就是量子計算。

如果你感到有些疑惑,別擔心。即使是在量子計算領域的重要科學家也發現,它無法僅靠直覺來領悟。尼爾斯·玻爾說:“那些第一次聽到量子理論而沒被震驚的人,可能還沒能理解它。”理查德·費曼說,“我可以很有把握地說還沒有人能理解量子力學。”

B. 量子比特用什麼技術手段測量

通俗模式:前面答已經精彩我再稍微補充點關於量糾纏比喻科量信息實驗室郭光燦院士曾經打比比喻量通信說美孩瞬間遠母親變姥姥即便自知道所姥姥別且定姥姥間種糾纏關系@Ivony 打比重點:兵張遼司馬懿句相於張遼司馬懿糾纏塊沒句量糾纏意義解釋清高深模式通量比特EPR佯謬能差理解量糾纏概念吧 1)量比特:經典信息系統信息單元位或者比特(bit)作信息單元物理角度講比特兩態系統或非、真或假、0或1等量信息系統用量位或量比特(qubit)表示信息單元量比特兩邏輯態疊加態(疊加態介紹詳見@譚永 答)經典比特量比特同處於能處於或量比特處於任意疊加態所說量比特攜帶信息量要遠遠於經典比特攜帶信息能理解量計算機速度要遠遠超現計算機 2)EPR佯謬:EPR佯謬Einstein, Podolsky and Rosen(斯坦、波爾斯基羅森)三提假想實驗實驗基本思想:考慮由兩粒AB(稱EPR)組復合系統初始總自旋零各自自旋隨兩兩粒沿相反向傳輸空間若單獨測量A(或B)自旋則自旋向(或向)能概率1/2若已測粒A自旋向(或向)粒B管測量與否必處自旋向(或向)本徵態斯坦等認:兩粒足夠遠第粒測量影響第二粒EPR佯謬基於種定域論觀點提玻爾則持完全同看認粒AB間存著量關聯管空間遠其粒實施局域操作必同導致另粒狀態改變數力非局域性隨著量光發展越越理論實驗支持玻爾看否定EPR觀點說量糾纏存空間間都沒關系量力理論習慣前面提半自旋粒AB(EPR)兩獨立態(向或向)別記作量系統處於疊加態說其粒測量知道另外粒狀態補充量體系光交偏振態電或原核自旋、原或量點能級等等些存兩態(表示10)體系都用制備糾纏態(Schrodinger首先提糾纏態詞指粒體系或自由度體系種能表示直積形式疊加態)EPR簡單糾纏態

C. 什麼是量子比特啊

"量子比特" 在學術文獻中的解釋

1、量子計算機的輸入用一個具有有限能級的量子系統來描述,如二能級系統(稱為量子比特),量子計算機的變換(即量子計算)包括所有可能的幺正變換
文獻來源

2、日本以是一自旋為12的粒子或具有兩個偏振方向的三菱電機公司2004年11月宣布,研究人員用防光子,所有這些體系,均稱為量子比特
文獻來源

3、量子信息科學採用這個奇妙的量子態作為信息單元(稱為量子比特)...}+}e}一l
文獻來源

http://define.cnki.net/WebForms/WebDefines.aspx?searchword=%E9%87%8F%E5%AD%90%E6%AF%94%E7%89%B9
如果不懂的話,你可以用這個知識庫來查!!!

D. 你知道什麼是量子嗎你知道什麼是量子比特嗎

下面這句話,用的就全是專業概念:「基於量子疊加原理,一個量子比特可以同時處於0狀態和1狀態。」說得明確一點就是,n個量子比特能存儲2的n次方個比特的信息。奇妙的是,說這番話的不是民科,而是2016年以來大火的《寶寶的物理學》系列的作者克里斯·費利(Chris Ferrie)博士。這是他在《寶寶的量子信息學》里寫的。他甚至還做了一個幽默的比喻:為了存儲我最喜歡的一個分子(咖啡因)的信息,就需要地球上所有的手機!

下面我們來從頭解釋起。

量子比特是什麼?

「比特」是計算機科學的基本概念,指的是一個體系有且僅有兩個可能的狀態,一般用「0」和「1」來表示。典型的例子,如硬幣的正、反兩個面或者開關的開、關兩個狀態。

但在量子力學中,有一條基本原理叫做「疊加原理」:如果兩個狀態是一個體系允許出現的狀態,那麼它們的任意線性疊加也是這個體系允許出現的狀態。

現在問題來了,什麼叫做「狀態的線性疊加」?為了說清楚這一點,最方便的辦法是用一種數學符號表示量子力學中的狀態,就是在一頭豎直一頭尖的括弧「|>」中填一些表示狀態特徵的字元。這種符號是英國物理學家狄拉克發明的,稱為「狄拉克符號」。 在量子信息中,經常把兩個基本狀態寫成|0>和|1>。而|0>和|1>的線性疊加,就是a|0> + b|1>,其中a和b是兩個數,這樣的狀態稱為「疊加態」。「線性」意味著用一個數乘以一個狀態,「疊加」意味著兩個狀態相加,「線性疊加」就是把兩個狀態各自乘以一個數後再加起來。

現在,你明白「一個量子比特可以同時處於0狀態和1狀態」是什麼意思了吧?它實際是說,量子比特可以處於|0>和|1>的疊加態。在一個時刻只會處於一個這樣的確定的狀態,既不是同時處於兩個狀態,也不是迅速在兩個狀態之間切換,也不是處於一個不確定的狀態,更不是時空分裂。

不得不說,「同時處於0狀態和1狀態」是一個很容易令人糊塗的說法,好像禪宗的打機鋒,遠不如旋鈕的比喻清楚易懂。更糟糕的是,讀者可能會以為自己懂了,然後胡亂引申,造成更大的誤解。在科普文章中,類似這樣的令人似懂非懂的說法太多了,簡直是遍地陷阱。

那麼,為什麼許多人言之鑿鑿地說,n個量子比特包含2的n次方個比特的信息?

要讓這句話有意義,關鍵在於:把a|0> + b|1>中的a和b這兩個系數,當作兩個比特的信息。這當然不是個嚴格的說法,因為把連續變數和離散變數混為一談了。不過只要你姑且接受這種表述,你就可以明白,他們實際想說的是,「n個量子比特包含2的n次方個系數」,這就是正確的了。

這是怎麼算出來的?

對於一個量子比特,n = 1,體系可以取的狀態是a|0> + b|1>,有a和b兩個系數,系數的個數等於2的1次方。

對於兩個量子比特,n = 2,體系可以取的狀態是……是什麼?

你也許會覺得,第一個量子比特的狀態是a1|0> + b1|1>,第一個量子比特的狀態是a2|0> + b2|1>,總共有4個系數。

錯了!按照這種方式,當你有第三個量子比特時,只是增加a3|0> + b3|1>的兩個系數,總共有6個系數。廣而言之,每個量子比特提供兩個系數,所以n個量子比特包含的系數個數就是2n,怎麼會是2的n次方呢?

真正的關鍵在於,對於多量子比特的體系,基本的描述方式並不是「第一個量子比特處於某個態,第二個量子比特處於某個態……」,而是「系統整體處於某個態」。

系統整體可以處於什麼態呢?再次回憶疊加原理(敲黑板)!是的,疊加原理對多粒子體系也適用。 所以,我們要做的就是找出多粒子體系可以處於的基本狀態,而這些多粒子基本狀態是由單粒子的|0>態和|1>態組合而成的。下面我們來看這些基本狀態。

首先,你可以讓每一個量子比特都處於自己的|0>態,這時系統整體的狀態是所有這n個|0>態的直接乘積(稱為「直積」),可以簡寫為|000…>,狄拉克符號里有n個「0」。

然後,在這個態的基礎上,你可以讓第一個量子比特變成自己的|1>態,這時系統整體的狀態是|100…>,這也是一個直積態。

然後,在|000…>的基礎上,你可以讓另一個量子比特(比如說第二個)變成自己的|1>態,這時系統整體的狀態是|010…>。這樣,你可以走遍所有的由n-1個「0」和1個「1」組成的字元串。

然後,在|000…>的基礎上,你可以讓兩個量子比特變成自己的|1>態。這樣,你可以走遍所有的由n-2個「0」和2個「1」組成的字元串。

這個過程繼續下去,最終你會把所有的量子比特都變成自己的|1>態,得到由n個「1」表示的|111…>這個態。在這個過程中,你得到了所有的由「0」和「1」組成的長度為n的字元串。

這樣的態總共有多少個呢?第一位有2種選擇,第二位也有2種選擇,一直到第n位都是2種選擇。所有這些選擇乘起來,就是2的n次方種選擇。注意是相乘,而不是相加。在高中學過排列組合、二項式定理的同學們,肯定都看明白了吧?

機智如我,早已看穿了一切。

順便說一下,這樣的一個n粒子狀態,有可能可以表示成n個單粒子狀態的乘積,這時我們稱它為「直積態」,但更常見的是不能表示成n個單粒子狀態的乘積,這時我們稱它為「糾纏態」。作為一個簡單的例子,二粒子體系的(|00> + |11>) / √2就是一個糾纏態。你可以試著證明一下,很容易的~

E. 量子比特

在經典圖靈機模型中,儲存經典信息的基本單位叫做比特。它是一個二進制變數,其數值一般記做二進制的 0 或者 1。一個比特要麼是 0,要麼是1,正如向空中拋起一枚硬幣,那麼它落下後要麼正面朝上,要麼反面朝上。我們用二進制的比特理論上可以儲存任何信息,最簡單的,像儲存十進制整數就可以利用二進制和十進制的轉換。3=11, 4=100, 50=110010 等等。當然,非整數也是可以寫成二進制的形式,像 5.5=101.1,也就是說任意實數都可以按精度要求用二進制來表示。而在電子學中,很多器件是非常適合二進製表示的,像電壓的高低和開關,電容器的帶電荷與否等等,都可以來作為一個比特的載體。但在量子世界,一切都發生了改變。一個量子的硬幣不僅可以正面或反面朝上,它甚至可以同時正反面都朝上,在你觀測它之前。著名的薛定諤的貓就是這個道理,這只貓在開箱子,也就是觀測之前,它又是死的又是活的,處於生和死的疊加態 (superposition state)上。正是疊加性這個奇妙的性質引出了量子比特 (quantum bit, qubit) 的概念。
(網路知道里不方便輸入公式,更詳細的介紹見量子研究網站:quantum-study.com/article/795/21.html)
在物理實現上,原則上具有疊加性質的兩態量子系統都適用做qubit。目前的實驗室里,像 核磁共振中處於磁場中的自旋 1/2 粒子 (自旋向上和向下),空腔中的原子的態 (原子的基態和激發態),超導結之間隧穿的庫珀對 (Cooper pairs處於一個結和另外一個結時),都可以被用作 qubit。當然,如果一個硬幣可以同時向上和向下也是可以的,在量子隨機行走中我們就會看到這種量子硬幣(quantum coin)。
現在我們可以回過頭來在看一下經典計算機和量子計算機的差距,這次是存儲容量上的。考慮一個簡單的情況,我們要儲存 45 個自旋 1/2 的粒子,這在量子系統中只是一個很小的體系,只需要 45 個 qubit 就可以實現。但如果我們要用經典計算機完成這個任務,約需要 245 個經典比特,也就是大概4 個 TB 的硬碟!這里有些典型的數據來跟它比較, 4TB 大概是 4000G 或者4000000M,而一部高清藍光電影大概是 10G,一本書大概是 5M。另外一些比較有意思的數據是,美國國會圖書館的所有藏書總容量大概為160TB 或者說 50 個 qubit,而 2007 年人類所擁有的信息量總和為 2.2 × 109 個 TB,也僅相當於 71 個 qubit 的存儲容量。

F. 比特魚礦池礦機是怎麼樣的

比特魚礦池的礦機是高算力集群礦機,CPU挖礦的時代早已過去,GPU挖礦也早已不是主流,現在的比特挖礦是ASIC挖礦和大規模集群挖礦的時代。回顧挖礦歷史,比特挖礦總共經歷了以下五個時代:CPU挖礦GPU挖礦FPGA挖礦ASIC挖礦大規模集群挖礦挖礦晶元更新換代的同時,帶來的挖礦速度的變化是:CPU(20MHash/s)GPU(400MHash/s)FPGA(25GHash/s)ASIC(3.5THash/s)大規模集群挖礦(3.5THash/s*X),目前比特魚是模擬量子計算,其根本還是高算力集群礦機。

G. 20量子比特計算機有多強

量子計算機(quantum computer)是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息,運行的是量子演算法時,它就是量子計算機。量子計算機的概念源於對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。
量子計算機,顧名思義,就是實現量子計算的機器。是一種使用量子邏輯進行通用計算的設備。不同於電子計算機(或稱傳統電腦),量子計算用來存儲數據的對象是量子比特,它使用量子演算法來進行數據操作。
要說清楚量子計算,首先看經典計算機。經典計算機從物理上可以被描述為對輸入信號序列按一定演算法進行變換的機器,其演算法由計算機的內部邏輯電路來實現。
希望我能幫助你解疑釋惑。

H. 量子比特的概述

參照Shannon資訊理論中比特描述信號可能狀態的特徵,量子信息中引入了「量子比特」的概念。量子比特的英文名字為quantum bit,簡寫為qubit或qbit。
1983年,Stephen wiesner在他量子貨幣的提案中第一次引入了量子比特的概念。而「量子比特」這個術語的問世應歸功於Benjamin schumacher,在他論文的致謝辭中,schumacher 表示術語「量子比特」是他在同William wootters的一次談話時提出的,只是因為它同古代的一種長度測量單位腕尺(cubit)的發音相似。在量子計算中,作為量子信息單位的是量子比特,量子比特與經典比特相似,只是增加了物理原子的量子特性。

I. 量子計算機從幾個到幾十量子比特,各國為啥這么拼

傳統計算機的基本數據單位是比特,而量子計算機以量子比特衡量。有觀點認為,如果量子計算機能有效操縱50個左右量子比特,能力即超過傳統計算機,實現了相對傳統計算機的「霸權」。這種「量子霸權」正是各科研機構競相追逐的目標。

起源於1900年普朗克所提理論的量子力學,描述了看似魔法的物理現象。在微觀尺度上,一個量子比特可以同時處於多個狀態,而不像傳統計算機中的比特只能處於0和1中的一種狀態。

這樣的一些特性,讓量子計算機的計算能力能遠超傳統計算機。美國谷歌公司等機構在2015年宣布,它們的「D波」(D-Wave)量子模擬機對某些問題的求解速度已達到傳統計算機的1億倍。雖然它並不被認為是真正的量子計算機,但量子計算的巨大潛力已經顯露。

為加速進入量子計算機陣營,各國政府紛紛加大投入。歐盟在2016年宣布投入10億歐元支持量子計算研究,美國僅政府的投資即達每年3.5億美元。中國也在大力投入,目前正在籌建量子信息國家實驗室,一期總投資約70億元。

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