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5)量子计算机
量子计算机的目的是为了解决计算机的能耗问题,其概念源于对可逆计算机的研究。现在放在我们面前的告诉现代化的计算机与计算机的祖先ENIAC相比并没有什么本质区别,尽管计算机体积已经变得更加小巧,而且执行任务也非常快,但是计算机的任务却并没有改变,即对二进制位0和1的编码进行处理并解释为计算结果。每个位的物理实现是通过一个肉眼可见的物理系统完成,例如从数字和字母到我们所用的鼠标或调制解调器的状态等都可以用一系列0和1 的组合来代表。传统计算机与量子计算机之间的区别是传统计算机遵循着众所周知的经典物理规律,而量子计算机则是遵循着独一无二的量子动力学规律,是一种信息处理的新模式。在量子计算机中,用“量子位”来代替传统电子计算机的二进制位。二进制位只能用“0”和“1”两个状态表示信息,而量子位则用粒子的量子力学状态来表示信息,两个状态可以在一个“量子位”中并存。量子位既可以用于表示二进制位的“0”和“1”,也可以用这两个状态的组合来表示信息。正因为如此,量子计算机被认为可以进行传统电子计算机无法完成的复杂计算,其运算速度将是传统电子计算机无法比拟的。
最近,由年轻的华裔科学家艾萨克·庄领衔的IBM公司科研小组向公众展示了迄今最尖端的“5比特量子计算机”。研究量子计算机的目的不是要用它来取代现有的计算机,而是要使计的算的概念焕然一新,这是量子计算机与其他计算机,如光子计算机和生物计算机等的不同之处。目前关于量子计算机的应用材料研究仍然是其中的一个基础研究问题。
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