Этот вопрос был задан с единственной целью упрощения и в попытке прямо перейти к сути, а не для того, чтобы мы продемонстрировали, насколько мы умнее / невежественнее, чем друг друга, поскольку это обычная практика для стекового потока.Я очень умоляю нас ответить на меру наших знаний без математического жаргона и с точки зрения, что это будет:
1.дружелюбный к любому, кто просто пытается понять, что такое квантовые вычисления и как они работают.
2.помогите устранить неправильные представления и обеспечить лучшее понимание.
Возможно, я допустил несколько ошибок или, возможно, не дал наилучших объяснений, поэтому я нарисовал несколько иллюстраций, поместив несколько примеров в круглые скобки, чтобы показать, что полностьюЯ имею в виду.
Классическое резюме:
Для классического компьютера используются два состояния (1 s и 0 s) для бита, который подразумевает, что процессор классического компьютера работает арифметически и логически в двоичной системе счисления, то есть он добавляет, вычитает и принимает решения в base-2 .Все это делается с помощью транзисторов посредством обмена электронами по шинам или нано-схемам (таким образом, чтение / запись происходит с модуляцией или манипуляциями с напряжением и током)
Quantum Recap:
Для квантового компьютера я видел много статей и видео, в которых подчеркивается, насколько он быстрее по сравнению с последним благодаря использованию кубитов.Поскольку кубит может быть либо 1, либо 0, либо и тем и другим (с суперпозицией), т.е. квантовый компьютер использует субатомные / квантовые частицы в вакуумной среде для представлениякубит, который можно измерить с помощью интеграции таких технологий, как лазерные и оптические системы, радиочастота (РЧ), микроволновая технология и т. д. для манипулирования этими частицами (кубитами), и согласно википедии «при измерении кубитов результат всегда либо 0 или 1 ", Квантовые вычисления ( 4-й абзац )
My Questions:
Природа (Как выглядит состояние кубита?)
- Во-первых, если только значение (
0 или 1) можно измерить для кубита, означает ли это, что наложенный кубит измеряется один или два раза для получения либо 10 , либо 01 (или даже 11 или 00 ) (так что наложенные кубиты отличаются от одного другогоer)? - Математически, сколько возможных состояний может иметь кубит (от 1 или 0 или 10 или 01 (или даже 00 или 11 ))?
- В-третьих, в какой системе счисления можно сказать, что квантовый компьютер работает (очевидно, второй вопрос касается этого, например, классический компьютер использует два состояния для бита, таким образом, работает в двоичном виде ( base-2 * 1093)*) система счисления)?
Скорость (Как быстро ее можно изменить?)
Я понимаю, почему квантовый компьютер работает быстрее классического, не в основном из-за квантовых свойств, таких как суперпозиция, запутанность и т. Д., Но из-за того, что
скорость чтения / записи в терминах классическогобиты (если мы согласны с тем, что у кубита есть x состояний, тогда классические биты могут быть преобразованы в
base-x , чтобы иметь эквивалентные кубиты), возникают на скоростях, с которыми субатомные частицы движутся / взаимодействуют, например, проще говоря, есликвантовый процессор должен был выполнить основную логическую операцию, такую как
И биты двух видеофайлов (имейте в виду, что квантовому компьютеру понадобится классический жесткий диск, если он станет ПК, следовательно, аналогияпоскольку классический видеофайл не имеет кубитов) после того, как битызагруженный (как кубиты в квантовом кеше или квантовой оперативной памяти), это будет быстрее, потому что устройства, управляющие кубитом (например, квантовые ворота), работают почти с долей скорости фотонов и электронов, что намного быстрее, чем при выполнении классических битовых манипуляций (
чтение / запись ) с электричеством как в классическом процессоре с нанотранзисторами.(Мне известно, что умножение двоичного эквивалента числа
base-x также будет менее быстрым, поскольку для этого потребуется больше цифр, например [
10011010010 x
1100 ]
2 медленнее по сравнению с его эквивалентом [
1234 x
12 ]
10 ).Это неправильно, потому что из моих исследований были аргументы, что квантовый компьютер в некоторых случаях может быть не быстрее классического?
My Guesses:
- не уверен, может быть, дважды (поскольку наложенные кубиты могут представлять различные дополнительные состояния)?
- Если у кубита есть 3 состояния, то возможными значениями являются [ 0, 1, 01 = 10 ];если 4 состояния, то его [ 0, 1, 01, 10 ];если 6 состояний, то его [ 0, 1, 01, 10, 00, 11 ]
- основание 3 ?, 4 ?, 6? в зависимости от выбранного предположениясверху.
- Если бы существовал классический компьютер, способный выполнять вычисления путем манипулирования классическими битами с (например, 20%) скоростью света, то он почти не справился бы с квантовым компьютером, поскольку состояния кубита представляют только способность квантового компьютера вычислятьнепосредственно в системе счисления выше двоичной, поэтому квантовому процессору для выполнения вычислений потребуется только меньше физической памяти, чем для длинных потоков двоичных цифр (как показывает пример умножения в вопросе 4).
Предположения [ Вопрос 4 ]
возможность квантового ПК
, что только для квантовых вычисленийподразумевает вычисления с квантовым процессором (и возможными периферийными устройствами, например, с квантовой RAM, квантовым кешем и т. д.), следовательно, у квантового ПК будет обычное вторичное хранилище (жесткий диск)
base-x относится к базе чисел, которая представляет все возможные состояния, в которых может находиться кубит, поэтому определенно x должно быть больше 2
эта скорость света относится конкретно к скорости фотонов / электронов / субатомных частиц в вакууме в зависимости от того, насколько быстрыми могут быть вычисления при использовании
, что для квантового процессорадля манипулирования данными из вторичного хранилища (жесткого диска, флэш-накопителя, облака и т. д.) данные должны быть преобразованы в кубиты, эквивалентные base-x (обозначающие состояния кубитов)