量子比特算法矿池
A. 量子比特是什么对物理学研究有什么影响
我们将与科技谈话者讨论量子计算。
首先,量子计算机何以成为量子计算机。我将让科技谈话者来解释一下。
因此遵循着这两条法则,量子计算机能够迅速地执行计算——极其迅速得计算那些过去被认为是不可能在合理的时间内解决的难题。例如,一台运用恰当算法的量子计算机可以相对轻易地破解牢固的密码。因此我们离用量子计算机取代智能手机还有多远?
科技谈话者:现在还不必担心。目前为止,我们的量子计算机还处于用几个量子比特进行简单计算的阶段。然而,在将来,这将给科技带来一些十分有趣的改变!
总结
所以这就是量子计算。
如果你感到有些疑惑,别担心。即使是在量子计算领域的重要科学家也发现,它无法仅靠直觉来领悟。尼尔斯·玻尔说:“那些第一次听到量子理论而没被震惊的人,可能还没能理解它。”理查德·费曼说,“我可以很有把握地说还没有人能理解量子力学。”
B. 量子比特用什么技术手段测量
通俗模式:前面答已经精彩我再稍微补充点关于量纠缠比喻科量信息实验室郭光灿院士曾经打比比喻量通信说美孩瞬间远母亲变姥姥即便自知道所姥姥别且定姥姥间种纠缠关系@Ivony 打比重点:兵张辽司马懿句相于张辽司马懿纠缠块没句量纠缠意义解释清高深模式通量比特EPR佯谬能差理解量纠缠概念吧 1)量比特:经典信息系统信息单元位或者比特(bit)作信息单元物理角度讲比特两态系统或非、真或假、0或1等量信息系统用量位或量比特(qubit)表示信息单元量比特两逻辑态叠加态(叠加态介绍详见@谭永 答)经典比特量比特同处于能处于或量比特处于任意叠加态所说量比特携带信息量要远远于经典比特携带信息能理解量计算机速度要远远超现计算机 2)EPR佯谬:EPR佯谬Einstein, Podolsky and Rosen(斯坦、波尔斯基罗森)三提假想实验实验基本思想:考虑由两粒AB(称EPR)组复合系统初始总自旋零各自自旋随两两粒沿相反向传输空间若单独测量A(或B)自旋则自旋向(或向)能概率1/2若已测粒A自旋向(或向)粒B管测量与否必处自旋向(或向)本征态斯坦等认:两粒足够远第粒测量影响第二粒EPR佯谬基于种定域论观点提玻尔则持完全同看认粒AB间存着量关联管空间远其粒实施局域操作必同导致另粒状态改变量力非局域性随着量光发展越越理论实验支持玻尔看否定EPR观点说量纠缠存空间间都没关系量力理论习惯前面提半自旋粒AB(EPR)两独立态(向或向)别记作量系统处于叠加态说其粒测量知道另外粒状态补充量体系光交偏振态电或原核自旋、原或量点能级等等些存两态(表示10)体系都用制备纠缠态(Schrodinger首先提纠缠态词指粒体系或自由度体系种能表示直积形式叠加态)EPR简单纠缠态
C. 什么是量子比特啊
"量子比特" 在学术文献中的解释
1、量子计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述,如二能级系统(称为量子比特),量子计算机的变换(即量子计算)包括所有可能的幺正变换
文献来源
2、日本以是一自旋为12的粒子或具有两个偏振方向的三菱电机公司2004年11月宣布,研究人员用防光子,所有这些体系,均称为量子比特
文献来源
3、量子信息科学采用这个奇妙的量子态作为信息单元(称为量子比特)...}+}e}一l
文献来源
http://define.cnki.net/WebForms/WebDefines.aspx?searchword=%E9%87%8F%E5%AD%90%E6%AF%94%E7%89%B9
如果不懂的话,你可以用这个知识库来查!!!
D. 你知道什么是量子吗你知道什么是量子比特吗
下面这句话,用的就全是专业概念:“基于量子叠加原理,一个量子比特可以同时处于0状态和1状态。”说得明确一点就是,n个量子比特能存储2的n次方个比特的信息。奇妙的是,说这番话的不是民科,而是2016年以来大火的《宝宝的物理学》系列的作者克里斯·费利(Chris Ferrie)博士。这是他在《宝宝的量子信息学》里写的。他甚至还做了一个幽默的比喻:为了存储我最喜欢的一个分子(咖啡因)的信息,就需要地球上所有的手机!
下面我们来从头解释起。
量子比特是什么?
“比特”是计算机科学的基本概念,指的是一个体系有且仅有两个可能的状态,一般用“0”和“1”来表示。典型的例子,如硬币的正、反两个面或者开关的开、关两个状态。
但在量子力学中,有一条基本原理叫做“叠加原理”:如果两个状态是一个体系允许出现的状态,那么它们的任意线性叠加也是这个体系允许出现的状态。
现在问题来了,什么叫做“状态的线性叠加”?为了说清楚这一点,最方便的办法是用一种数学符号表示量子力学中的状态,就是在一头竖直一头尖的括号“|>”中填一些表示状态特征的字符。这种符号是英国物理学家狄拉克发明的,称为“狄拉克符号”。 在量子信息中,经常把两个基本状态写成|0>和|1>。而|0>和|1>的线性叠加,就是a|0> + b|1>,其中a和b是两个数,这样的状态称为“叠加态”。“线性”意味着用一个数乘以一个状态,“叠加”意味着两个状态相加,“线性叠加”就是把两个状态各自乘以一个数后再加起来。
现在,你明白“一个量子比特可以同时处于0状态和1状态”是什么意思了吧?它实际是说,量子比特可以处于|0>和|1>的叠加态。在一个时刻只会处于一个这样的确定的状态,既不是同时处于两个状态,也不是迅速在两个状态之间切换,也不是处于一个不确定的状态,更不是时空分裂。
不得不说,“同时处于0状态和1状态”是一个很容易令人糊涂的说法,好像禅宗的打机锋,远不如旋钮的比喻清楚易懂。更糟糕的是,读者可能会以为自己懂了,然后胡乱引申,造成更大的误解。在科普文章中,类似这样的令人似懂非懂的说法太多了,简直是遍地陷阱。
那么,为什么许多人言之凿凿地说,n个量子比特包含2的n次方个比特的信息?
要让这句话有意义,关键在于:把a|0> + b|1>中的a和b这两个系数,当作两个比特的信息。这当然不是个严格的说法,因为把连续变量和离散变量混为一谈了。不过只要你姑且接受这种表述,你就可以明白,他们实际想说的是,“n个量子比特包含2的n次方个系数”,这就是正确的了。
这是怎么算出来的?
对于一个量子比特,n = 1,体系可以取的状态是a|0> + b|1>,有a和b两个系数,系数的个数等于2的1次方。
对于两个量子比特,n = 2,体系可以取的状态是……是什么?
你也许会觉得,第一个量子比特的状态是a1|0> + b1|1>,第一个量子比特的状态是a2|0> + b2|1>,总共有4个系数。
错了!按照这种方式,当你有第三个量子比特时,只是增加a3|0> + b3|1>的两个系数,总共有6个系数。广而言之,每个量子比特提供两个系数,所以n个量子比特包含的系数个数就是2n,怎么会是2的n次方呢?
真正的关键在于,对于多量子比特的体系,基本的描述方式并不是“第一个量子比特处于某个态,第二个量子比特处于某个态……”,而是“系统整体处于某个态”。
系统整体可以处于什么态呢?再次回忆叠加原理(敲黑板)!是的,叠加原理对多粒子体系也适用。 所以,我们要做的就是找出多粒子体系可以处于的基本状态,而这些多粒子基本状态是由单粒子的|0>态和|1>态组合而成的。下面我们来看这些基本状态。
首先,你可以让每一个量子比特都处于自己的|0>态,这时系统整体的状态是所有这n个|0>态的直接乘积(称为“直积”),可以简写为|000…>,狄拉克符号里有n个“0”。
然后,在这个态的基础上,你可以让第一个量子比特变成自己的|1>态,这时系统整体的状态是|100…>,这也是一个直积态。
然后,在|000…>的基础上,你可以让另一个量子比特(比如说第二个)变成自己的|1>态,这时系统整体的状态是|010…>。这样,你可以走遍所有的由n-1个“0”和1个“1”组成的字符串。
然后,在|000…>的基础上,你可以让两个量子比特变成自己的|1>态。这样,你可以走遍所有的由n-2个“0”和2个“1”组成的字符串。
这个过程继续下去,最终你会把所有的量子比特都变成自己的|1>态,得到由n个“1”表示的|111…>这个态。在这个过程中,你得到了所有的由“0”和“1”组成的长度为n的字符串。
这样的态总共有多少个呢?第一位有2种选择,第二位也有2种选择,一直到第n位都是2种选择。所有这些选择乘起来,就是2的n次方种选择。注意是相乘,而不是相加。在高中学过排列组合、二项式定理的同学们,肯定都看明白了吧?
机智如我,早已看穿了一切。
顺便说一下,这样的一个n粒子状态,有可能可以表示成n个单粒子状态的乘积,这时我们称它为“直积态”,但更常见的是不能表示成n个单粒子状态的乘积,这时我们称它为“纠缠态”。作为一个简单的例子,二粒子体系的(|00> + |11>) / √2就是一个纠缠态。你可以试着证明一下,很容易的~
E. 量子比特
在经典图灵机模型中,储存经典信息的基本单位叫做比特。它是一个二进制变量,其数值一般记做二进制的 0 或者 1。一个比特要么是 0,要么是1,正如向空中抛起一枚硬币,那么它落下后要么正面朝上,要么反面朝上。我们用二进制的比特理论上可以储存任何信息,最简单的,像储存十进制整数就可以利用二进制和十进制的转换。3=11, 4=100, 50=110010 等等。当然,非整数也是可以写成二进制的形式,像 5.5=101.1,也就是说任意实数都可以按精度要求用二进制来表示。而在电子学中,很多器件是非常适合二进制表示的,像电压的高低和开关,电容器的带电荷与否等等,都可以来作为一个比特的载体。但在量子世界,一切都发生了改变。一个量子的硬币不仅可以正面或反面朝上,它甚至可以同时正反面都朝上,在你观测它之前。著名的薛定谔的猫就是这个道理,这只猫在开箱子,也就是观测之前,它又是死的又是活的,处于生和死的叠加态 (superposition state)上。正是叠加性这个奇妙的性质引出了量子比特 (quantum bit, qubit) 的概念。
(网络知道里不方便输入公式,更详细的介绍见量子研究网站:quantum-study.com/article/795/21.html)
在物理实现上,原则上具有叠加性质的两态量子系统都适用做qubit。目前的实验室里,像 核磁共振中处于磁场中的自旋 1/2 粒子 (自旋向上和向下),空腔中的原子的态 (原子的基态和激发态),超导结之间隧穿的库珀对 (Cooper pairs处于一个结和另外一个结时),都可以被用作 qubit。当然,如果一个硬币可以同时向上和向下也是可以的,在量子随机行走中我们就会看到这种量子硬币(quantum coin)。
现在我们可以回过头来在看一下经典计算机和量子计算机的差距,这次是存储容量上的。考虑一个简单的情况,我们要储存 45 个自旋 1/2 的粒子,这在量子系统中只是一个很小的体系,只需要 45 个 qubit 就可以实现。但如果我们要用经典计算机完成这个任务,约需要 245 个经典比特,也就是大概4 个 TB 的硬盘!这里有些典型的数据来跟它比较, 4TB 大概是 4000G 或者4000000M,而一部高清蓝光电影大概是 10G,一本书大概是 5M。另外一些比较有意思的数据是,美国国会图书馆的所有藏书总容量大概为160TB 或者说 50 个 qubit,而 2007 年人类所拥有的信息量总和为 2.2 × 109 个 TB,也仅相当于 71 个 qubit 的存储容量。
比特鱼矿池的矿机是高算力集群矿机,CPU挖矿的时代早已过去,GPU挖矿也早已不是主流,现在的比特挖矿是ASIC挖矿和大规模集群挖矿的时代。回顾挖矿历史,比特挖矿总共经历了以下五个时代:CPU挖矿GPU挖矿FPGA挖矿ASIC挖矿大规模集群挖矿挖矿芯片更新换代的同时,带来的挖矿速度的变化是:CPU(20MHash/s)GPU(400MHash/s)FPGA(25GHash/s)ASIC(3.5THash/s)大规模集群挖矿(3.5THash/s*X),目前比特鱼是模拟量子计算,其根本还是高算力集群矿机。
G. 20量子比特计算机有多强
量子计算机(quantum computer)是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。
量子计算机,顾名思义,就是实现量子计算的机器。是一种使用量子逻辑进行通用计算的设备。不同于电子计算机(或称传统电脑),量子计算用来存储数据的对象是量子比特,它使用量子算法来进行数据操作。
要说清楚量子计算,首先看经典计算机。经典计算机从物理上可以被描述为对输入信号序列按一定算法进行变换的机器,其算法由计算机的内部逻辑电路来实现。
希望我能帮助你解疑释惑。
H. 量子比特的概述
参照Shannon信息论中比特描述信号可能状态的特征,量子信息中引入了“量子比特”的概念。量子比特的英文名字为quantum bit,简写为qubit或qbit。
1983年,Stephen wiesner在他量子货币的提案中第一次引入了量子比特的概念。而“量子比特”这个术语的问世应归功于Benjamin schumacher,在他论文的致谢辞中,schumacher 表示术语“量子比特”是他在同William wootters的一次谈话时提出的,只是因为它同古代的一种长度测量单位腕尺(cubit)的发音相似。在量子计算中,作为量子信息单位的是量子比特,量子比特与经典比特相似,只是增加了物理原子的量子特性。
I. 量子计算机从几个到几十量子比特,各国为啥这么拼
传统计算机的基本数据单位是比特,而量子计算机以量子比特衡量。有观点认为,如果量子计算机能有效操纵50个左右量子比特,能力即超过传统计算机,实现了相对传统计算机的“霸权”。这种“量子霸权”正是各科研机构竞相追逐的目标。
起源于1900年普朗克所提理论的量子力学,描述了看似魔法的物理现象。在微观尺度上,一个量子比特可以同时处于多个状态,而不像传统计算机中的比特只能处于0和1中的一种状态。
这样的一些特性,让量子计算机的计算能力能远超传统计算机。美国谷歌公司等机构在2015年宣布,它们的“D波”(D-Wave)量子模拟机对某些问题的求解速度已达到传统计算机的1亿倍。虽然它并不被认为是真正的量子计算机,但量子计算的巨大潜力已经显露。
为加速进入量子计算机阵营,各国政府纷纷加大投入。欧盟在2016年宣布投入10亿欧元支持量子计算研究,美国仅政府的投资即达每年3.5亿美元。中国也在大力投入,目前正在筹建量子信息国家实验室,一期总投资约70亿元。