量子计算机与笔记本电脑的区别

你的笔记本电脑，像所有的传统电脑一样，在它的硅芯片内操纵电流。少量电流被接通或关闭，表示逻辑信号为真或假，或二进制数字1和0。因此，所有传统的计算机硬件都是基于二进制数字（位）的逻辑运算。

然而，量子计算机操纵单个量子元素，如电子或光子，在这种情况下被称为量子位。

正是这些微小粒子的奇怪量子特性赋予了量子计算机强大的能力。例如，由于它们的“自旋”，电子可以同时向上或向下，光子可以同时垂直或水平。

这种“量子叠加”意味着一个量子位同时处于这两种状态。嗯，直到它与一些外部因素相互作用，然后使它的状态变得固定——附近的任何振动或干扰都可能导致差异。

为了防止这种量子退相干，科学家们试图在比外太空更冷的真空室和冰箱中保持量子比特脆弱的叠加态。量子比特还依赖于一种被称为纠缠的奇怪特性，即一个粒子的特性与另一个粒子纠缠在一起。

这就是问题变得复杂的地方。如果我们制造两个总自旋为零的纠缠粒子，其中一个粒子的状态坍缩使其自旋为顺时针方向，即使这两个粒子彼此离得很远，另一个粒子的状态也将为逆时针方向。

所有这些基本上意味着，一旦纠缠，量子位可以用来表示大量数字。例如，谷歌的量子计算机sycamore有53个量子比特，可以同时代表超过10千万亿个组合。这意味着它可以在200秒内完成一台普通计算机需要一万年才能完成的计算。

理论上，这意味着量子计算机可以执行传统计算机无法完成的专门计算（这一概念被称为量子优势或霸权）。但由于需要微妙的存储条件，在我们的笔记本电脑中使用量子处理器还有很长的路要走。