Memory 量子位是如何工作的?它们的优缺点是什么?它们对编程语言有什么影响?

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我们能用量子位比普通位做更多什么,它们是如何工作的?不久前我读到过关于它们的文章,看起来量子位元不仅可以存储0或1,还可以同时存储0和1。我真的不明白它们是怎么工作的。有人能给我解释一下吗

它们的优缺点是什么?在量子计算机真正发明之后,它们会对C等编程语言产生什么影响

当一个位(也是一个量子)可以同时获取多个值时,我们如何管理内存?如果我们能制造一台工作的量子计算机(仍然是一个悬而未决的问题),那么它就可以有效地解决(我们认为)经典计算机无法有效解决的某些算法问题。这些都是复杂性类中的问题,而不是复杂性类中的问题。一个大问题是整数分解。正如Will A提到的,如果你能快速计算出巨大的整数,你就能破解很多现代密码

问题是,没有人确切知道BQP是否真的比p“大”——这可能是量子计算机可以快速完成的任何事情,经典计算机也可以

我们也不知道BQP是否和NP一样大——例如,没有人在量子计算机上找到有效的方法来解决这个问题。这是一个关于量子计算机的常见误解。他们可能能够很快地解决NP完全问题,但也可能不会。没人知道

阅读好这个主题(就像博客的其他部分一样)。

任何“经典”(一旦技术被广泛使用,就会被称为“经典”)代码解决的问题都可以通过转换问题,使用某种量子处理器来解决。例如,若要执行数据库搜索,而不是使用基于索引的搜索/二进制搜索,或对未排序的数据库进行线性搜索,可以使用。此外,从上一张海报提到的
BQP
问题后退一步,Grover的算法可以大大加快在
NP
时间内运行的经典“解决方案”的问题(加快搜索所有可能解决方案的时间)。由于RSA的出现,RSA加密也变得更加不安全,因为它使得将大数分解为其素因子(RSA所依赖的铰链)在对数时间内是可解的

编辑:Shor的算法实际上是在O((logn)^3)中运行的,这是对数时间上的多项式

这类事情的结论是,由于量子算法的性质(将某些函数应用于量子态),像C这样的预先存在的编程语言将无法在量子计算机上使用,除非有人发明一种将量子门等映射到逻辑门的方法(编辑:这显然已经得到了大部分的解决),在这种情况下,当我们使用像C这样的语言时,我们得到的只是一个非常快速的逻辑处理器


PS:我相信最终会有用于量子计算的OpenGL绑定:量子位不会同时存储0和1,实际上它们是由0和1一次叠加而成的。 因此,如果一个普通位一次可以代表0或1,但量子位一次包含0和1。三个普通位可以存储以下任意一个。。。。
000001010,…,111。但量子位可以一次表示所有的量子点(它们是叠加的)所以一个“n”量子位同时存储2^n比特!

假设一个量子位是一个电子,它的自旋就像偶极子动量粒子一样,当它自旋时,它产生了一个多强度和多频率的振幅,小振幅可以产生自旋振动或粒子动量,动量可以存储数千比特的信息!!!(这称为量子信息处理)这是未来!

关于量子计算机可以解决的问题:量子计算机会破坏当前的非对称加密方案。通常的误解是,量子计算机可以解决大多数优化问题。它们不能。请参阅
更多细节,量子计算机可以解决什么问题,不能解决什么问题。

如果我所读到的量子计算是真的,量子比特将终结我们所知道的传统密码学。当前计算机需要几年时间的问题将由量子计算机处理。请阅读维基百科上的量子比特和量子计算如果你感兴趣的话。另外,在量子计算机上运行的未来操作系统可能只需要不到十秒钟的时间就可以启动。:pSee[有人知道什么是“量子计算吗?”).Mmm.那么一个量子位可以存储0和1的叠加,但我们究竟如何才能给叠加赋值,这一直是未知的?你提到的问题,Matthew,也是一本很好的书。实际上,这个问题是关于内存、内存管理和编程语言的,这是So的2(内存管理、编程语言)对于SU(内存),vs仅为1。这就是为什么我将其发布在SO上。重点是,我认为问题更一般而不是错误的。重要的是要认识到,尽管Grover的算法为NP完全问题提供了加速,但它并没有提供指数加速,而这正是NP需要的⊆ BQP(即NP问题在量子计算机上是有效的)。我们确实有一台工作的量子计算机。它甚至可以告诉我们15是5的3倍!但仅此而已。我们还没能把它变大。请将“工作”理解为“为非平凡大小的问题工作”。-)虽然这在科学界仍然是一个小争议的来源,但我们确实有一个研究非平凡尺寸量子计算机问题的方法(尽管Scott Aaronson可能不同意这一点:)。有关更多详细信息,请查看我对SO上另一个问题的回答: