新型量子位計算方法

『壹』 量子計算機做出來了嗎

量子計算機還沒有做出來。
中國量子計算機取得突破性進展，中國科技大學量子實驗室成功研發了半導體量子晶元和量子存儲，量子晶元相當於未來量子計算機的大腦，研製成功後可實現量子計算機的邏輯運算和信息處理，量子儲存則有助於實現超遠距離量子態量子信息傳輸。
目前，傳統計算機發展中已經逐漸遭遇功耗牆、通信牆等一系列問題，傳統計算機的性能增長越來越困難。因此，探索全新物理原理的高性能計算技術的需求就應運而生。
量子計算是一種基於量子效應的新型計算方式。基本原理是以量子位作為信息編碼和存儲的基本單元，通過大量量子位的受控演化來完成計算任務。

『貳』 谷歌說他研製出了量子計算機 中科大就笑了

日前，中國量子計算機取得突破性進展，中國科技大學量子實驗室成功研發了半導體量子晶元和量子存儲，量子晶元相當於未來量子計算機的大腦，研製成功後可實現量子計算機的邏輯運算和信息處理，量子儲存則有助於實現超遠距離量子態量子信息傳輸。那麼量子計算機相對於傳統計算機有什麼優勢？本次成功研究的量子晶元距離真正實用的量子計算機還有多遠呢？

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『叄』 量子計算機有沒有類似功耗牆的問題

現在討論量子計算機的這個問題是沒有什麼意義的。因為現在量子計算機的實現還沒有任何的定論，所怎麼去討論所謂的功耗呢。對於不同的量子計算實現的方法，當然對應不一樣的功耗。題主還提到了一個錯誤（error）的問題。這個是的確存在的。比如這篇文章所指出的那樣Phys. Rev. A 87, 022321 (2013)。這篇文章就指出了qubit control只要是量子的就存在錯誤，這個是量子本身的性質，而不是控制精準的問題（所以這個是fundamental limit）。這篇文章指出，只要激光功率越大，這個來自量子本身的錯誤就越小。但是倒數的形式，也不是題主所猜想的平方的形式。也就是說，只要進行系統擴展，把更多的邏輯比特能達到滿足容錯計算的精度，將邏輯比特數量擴大10倍，即可製造出在性能上超越傳統計算機的量子計算機。不過，系統擴展難度非常大，建成量子計算機依舊任重道遠。

『肆』 量子計算機相對於傳統的計算機有著怎樣的優勢

目前，傳統計算機發展中已經逐漸遭遇功耗牆、通信牆等一系列問題，傳統計算機的性能增長越來越困難。因此，探索全新物理原理的高性能計算技術的需求就應運而生。

量子計算機具有極大超越經典計算機的超並行計算能力。例如，求一個300位數的質因數，目前最好的經典計算機可能需要上千年的時間來完成，而量子計算機原則上可以在很短的時間內完成。因此，量子計算在核爆模擬、密碼破譯、材料和微納製造等領域具有突出優勢，是新概念高性能計算領域公認的發展趨勢。

『伍』 量子計算究竟是做什麼的距離落地還有多遠

量子力學的建立是人類歷史上最重要的科學革命之一，催生了半導體、激光、核能、超導、核磁共振和全球衛星定位系統等重大技術的發明，促進了人類在信息、能源、材料和生命等科學領域的前所未有的發展，從根本上改變了人類的生活方式和社會面貌，促進了物質文明的巨大進步。量子計算意味著使用單個原子、離子、電子或光子來存儲和處理信息。從好的方面來看，這為更快的計算機提供了可能性，但缺點是設計可以在奇怪的量子物理世界中運行的計算機更復雜。量子理論是物理學的一個分支，涉及到原子及其內部較小（亞原子）粒子的世界 。

量子比特能維持量子態的時間長度，稱為量子比特相關時間。它的維護「疊加態」(量子比特同時代表1和0)時間越長，可以處理的程序步驟就越多，所以計算就越復雜。IBM率先將量子技術引入實用計算系統，將量子比特相關時間提高到100微秒。當量子比特相關時間達到毫秒時，它將足以支持一個解決方案「經典」計算機解決不了的問題。

『陸』 什麼是量子計算量子計算的前景如何

量子計算是在遵循量子力學規律，調控量子信息單元進行計算的一種新型計算模式。其未來的應用領域可在對自然的表面觀察上進行量子力學的計算，可加速解決我們目前從氣候到疾病的各類問題。

一、量子計算

量子計算對照於傳統的使用計算機計算模式。其理論模型是用量子力學的規律來進行圖靈計算。在計算速度上面有一量子力學疊加演算法，在處理問題時速度要快於普通的計算機。量子計算的基本原理是通過量子信息單元狀態多種疊加，從而導致量子處理信息時效率上加快。量子計算機中的2位量子位在寄存器中可以同時儲存四種疊加狀態，當量子比特數目增加的時候，量子力學演化出並行性，加快計算機的處理速度。

『柒』 量子計算的基本原理

量子的重疊與牽連原理產生了巨大的計算能力。普通計算機中的2位寄存器在某一時間僅能存儲4個二進制數（00、01、10、11）中的一個，而量子計算機中的2位量子位（qubit）寄存器可同時存儲這四個數，因為每一個量子比特可表示兩個值。如果有更多量子比特的話，計算能力就呈指數級提高。 量子位（qubit）是量子計算的理論基石。在常規計算機中，信息單元用二進制的 1 個位來表示，它不是處於「 0」 態就是處於「 1」 態. 在二進制量子計算機中，信息單元稱為量子位，它除了處於「 0」 態或「 1」 態外，還可處於疊加態（super posed state) . 疊加態是「 0」 態和「 1」 態的任意線性疊加，它既可以是「 0」 態又可以是「 1」 態，「 0」 態和「 1」 態各以一定的概率同時存在. 通過測量或與其它物體發生相互作用而呈現出「 0」 態或 「 1」 態.任何兩態的量子系統都可用來實現量子位，例如氫原子中的電子的基態（gro und state）和第 1 激發態（f irstex cited state)、 質子自旋在任意方向的+ 1/ 2 分量和- 1/ 2 分量、 圓偏振光的左旋和右旋等。
一個量子系統包含若干粒子，這些粒子按照量子力學的規律運動，稱此系統處於態空間的某種量子態.態空間由多個本徵態（eigenstate) （即基本的量子態）構成，基本量子態簡稱基本態（basic state）或基矢（basic vector) . 態空間可用Hilbert 空間（線性復向量空間）來表述，即Hilbert 空間可以表述量子系統的各種可能的量子態.為了便於表示和運算，Dirac提出用符號 x〉 來表示量子態，x〉 是一個列向量，稱為ket ；它的共軛轉置（conjugate t ranspose) 用〈 x 表示，〈 x 是一個行向量，稱為bra.一個量子位的疊加態可用二維Hilbert 空間（即二維復向量空間）的單位向量 〉 來描述，其簡化的示意圖如右圖所示. 量子計算將有可能使計算機的計算能力大大超過今天的計算機，但仍然存在很多障礙。大規模量子計算所存在的一個問題是，提高所需量子裝置的准確性有困難。
世界上第一台商用量子計算機
加拿大量子計算公司D-Wave於2011年5月11日正式發布了全球第一款商用型量子計算機「D-Wave One」，量子電腦的夢想距離我們又近了一大步。D-Wave公司的口號就是——「Yes,you can have one.」。其實早在2007年初，D-Wave公司就展示了全球第一台商用實用型量子計算機「Orion」（獵戶座），不過嚴格來說當時那套系統還算不上真正意義的量子計算機，只是能用一些量子力學方法解決問題的特殊用途機器。
時隔四年之後，D-Wave One終於脫胎換骨、正式登場。它採用了128-qubit（量子比特）的處理器，四倍於之前的原型機，理論運算速度已經遠遠超越現有任何超級電子計算機。另外，D-wave公司將會在2013年1月將其升級至512量子比特。不過呢，也別太興奮，這個大傢伙現在還只能處理經過優化的特定任務，通用任務方面還遠不是傳統硅處理器的對手，而且編程方面也需要重新學習。 另外，為盡可能降低qubit的能級，需要利用低溫超導狀態下的鈮產生qubit，D-Wave 的工作溫度需保持在絕對零度附近（20 mK） 。
最後就是價格，2011年，NASA和Google分別以約一千萬美元購置了一台512位qubit的D-Wave量子計算機 。這絕對是天價中的天價了，不過也是新技術開端的必然，就像當初的第一台電子計算機ENIAC造價就有40萬美元（二十世紀四十年代的40萬美元）。

『捌』 什麼是NMR量子計算

量子計算 量子計算 (quantum computation) 的概念最早由IBM的科學家R. Landauer及C. Bennett於70年代提出。他們主要探討的是計算過程中諸如自由能(free energy)、信息(informations)與可逆性(reversibility)之間的關系。80年代初期，阿崗國家實驗室的P. Benioff首先提出二能階的量子系統可以用來模擬數字計算；稍後費因曼也對這個問題產生興趣而著手研究，並在1981年於麻省理工學院舉行的First Conference on Physics of Computation中給了一場演講，勾勒出以量子現象實現計算的願景。1985年，牛津大學的D. Deutsch提出量子圖林機(quantum Turing machine)的概念，量子計算才開始具備了數學的基本型式。然而上述的量子計算研究多半局限於探討計算的物理本質，還停留在相當抽象的層次，尚未進一步跨入發展演算法的階段。
1994年，貝爾實驗室的應用數學家P. Shor指出 [3]，相對於傳統電子計算器，利用量子計算可以在更短的時間內將一個很大的整數分解成質因子的乘積。這個結論開啟量子計算的一個新階段：有別於傳統計演算法則的量子演算法(quantum algorithm)確實有其實用性，絕非科學家口袋中的戲法。自此之後，新的量子演算法陸續的被提出來，而物理學家接下來所面臨的重要的課題之一，就是如何去建造一部真正的量子計算器，來執行這些量子演算法。許多量子系統都曾被點名做為量子計算器的基礎架構，例如光子的偏振(photon polarization)、空腔量子電動力學(cavity quantum electrodynamics, CQED)、離子阱(ion trap)以及核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)等等。以目前的技術來看，這其中以離子阱與核磁共振最具可行性。事實上，核磁共振已經在這場競賽中先馳得點：以I. Chuang為首的IBM研究團隊在2002年的春天，成功地在一個人工合成的分子中(內含7個量子位)利用NMR完成N =15的因子分解(factorization)