實(shí)現(xiàn)量子并行計(jì)算，可以讓各領(lǐng)域飛速發(fā)展

“量子力學(xué)”大概是很多人對(duì)量子技術(shù)的第一印象。一些人認(rèn)為它是一種欺騙性的形而上學(xué)，而另一些人則認(rèn)為它是未來(lái)無(wú)所不能的技術(shù)。什么是量子技術(shù)?通過(guò)量子技術(shù)的量子計(jì)算的力量是什么?簡(jiǎn)單地說(shuō)，量子是可以表達(dá)物質(zhì)性質(zhì)的最小物質(zhì)單位的總稱。我們?cè)诟咧姓n本上學(xué)到的分子、原子和電子實(shí)際上是量子的不同形式。例如，水分子是水的量子，更一般地說(shuō)，一個(gè)男子樂(lè)隊(duì)的成員是一個(gè)男子樂(lè)隊(duì)的量子。量子力學(xué)研究這些最小元素的運(yùn)動(dòng)。量子技術(shù)是研究如何將微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用于宏觀生命的技術(shù)。

這項(xiàng)技術(shù)有什么了不起的?你們很多人可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)薛定諤的貓，它是一只活的和死的貓。這是量子性質(zhì)之一，疊加態(tài)。在宏觀世界中，我們的狀態(tài)是決定性的，也就是說(shuō)，我們只能在一個(gè)地方在一個(gè)時(shí)間。在量子世界里，你可以在北京和上海釣魚和工作而不被觀察到。另一個(gè)特性是糾纏。簡(jiǎn)單地說(shuō)，兩個(gè)“糾纏”的量子成為“心靈感應(yīng)”，他們的狀態(tài)保持聯(lián)系，無(wú)論他們相距多遠(yuǎn)。例如，如果有兩個(gè)糾纏的電子，你觀察到其中一個(gè)“向下自旋”，那么無(wú)論相隔多遠(yuǎn)，另一個(gè)電子一定是“向上自旋”的。就像有了一副手套。無(wú)論這兩只手套在哪里，如果你有一只左手手套，另一只一定是“右手手套”
量子計(jì)算機(jī)就是將這兩種性質(zhì)應(yīng)用到計(jì)算領(lǐng)域的結(jié)果。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)通過(guò)在芯片中開(kāi)關(guān)晶體管來(lái)處理數(shù)據(jù)，“開(kāi)”表示1，“關(guān)”表示0。這就是我們所說(shuō)的一點(diǎn)，晶體管代表一點(diǎn)。此外，位只能表示1或0。也就是說(shuō)，如果一個(gè)計(jì)算機(jī)芯片上只有兩個(gè)晶體管，它們只能代表00、01、10、11中的一個(gè)。如果你把晶體管換成量子，或者量子比特，情況就不一樣了。根據(jù)quantumA，量子位可以是1或0。所以兩個(gè)量子位可以同時(shí)代表00、01、10和11.信息量翻了兩番。

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中使用的比特相當(dāng)于一個(gè)男性團(tuán)隊(duì)的成員，每個(gè)人都有一個(gè)明確的表演角色，而量子位可以同時(shí)唱歌、跳舞、說(shuō)唱和打籃球。量子計(jì)算機(jī)還有一項(xiàng)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)不具備的技能:并行計(jì)算。例如，佐助被比作傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，火影忍者被比作量子計(jì)算機(jī)。兩人同時(shí)破解四位數(shù)密碼，佐助的操作方法是線性的。通常，從0000到9999逐個(gè)嘗試。
如果你運(yùn)氣不好，密碼恰好是9999，那就試1萬(wàn)次?；鹩叭陶呖梢允褂冒涤盎?，同時(shí)嘗試多個(gè)密碼。量子位越多，并行操作就越多。通過(guò)并行計(jì)算，密碼分析、天氣預(yù)報(bào)、石油勘探、藥物設(shè)計(jì)等需要大規(guī)模計(jì)算的領(lǐng)域?qū)⒌玫酵伙w猛進(jìn)的發(fā)展。