量子計算如何影響人類生活?

非夢王子


在量子世界,量子密碼是第一個可能走向應用的方向,而對人類影響最大的當屬量子計算機。

“在後摩爾定律時代,晶體管裡面的電子數目越來越少,達到極限之後電子的行為就不能再用摩爾定律解釋了,變成量子行為了。”郭光燦指出,從經典比特到量子比特,人類沿著這條路發展下去,將會“邂逅”量子芯片——“量子芯片構成的計算機體系就是量子計算機”。

經典計算機正遇到摩爾定律的極限,而頂破天花板的正是量子計算。“比如搜救失聯的馬航客機,並不是我們海空軍搜救能力不強,它挑戰了人類現階段的能力。如果我們有一臺強大到足以處理所有海面數據和航行數據的計算機,找到MH370並非難事。”

“傳統計算機對數據的處理是串行計算,而量子計算機是並行運行,運算速度呈指數上升,這是量子計算機最顯著的特徵。”郭光燦告訴記者,並行運行有多快?“量子計算機之於傳統電子計算機的速度,就相當於電子計算機之於算盤。” “量子計算機可以做到現在經典計算機做不到的很多事情。”郭光燦說,人類一旦製造出量子計算機,整個社會就會發生翻天覆地的變化。

“比如,我們可以把某種病毒體內的各種成分分析得清清楚楚,這樣我們就可以製造針對性很強的藥物(對付病毒);還可以在大量數據中分析出特定信息,比如某個罪犯身上的某個特點,在茫茫人海中篩選和搜尋,利用量子計算機,很快就能鎖定目標。”

不見得量子計算機一定會取代經典計算機,但人們的確可以利用量子計算機完成現階段不可能完成的任務。

“比如我們現在還不能預報地震,這其中的原因可能是有些科學問題在地震學上還沒有解決,但至少在數據處理上,例如汶川,如果投放幾百上千甚至更多地震觀測站,在很短時間內根據觀測信息計算出地震的概率,就能給決策層提供一些線索。天氣預報也如此,我們只知道某地預計有雨雪,但我們並不確切知道是在何時、何地變天,精細預報就需要這種計算能力上的突破。”

量子計算機的前景固然光明,但要真正實現量子計算,還要解決一系列的現實困境。

要真正做出來量子計算機,需要滿足三個基本條件:量子芯片、量子編碼和量子算法,它們分別是實現量子計算的物理系統(即硬件)、確保計算可靠性的處理系統和提高運算速度的關鍵(即軟件)。

量子計算本質性地利用了量子力學的特性,因此其實際應用的重要障礙是宏觀環境不可避免地破壞量子相干性(即所謂消相干問題),使量子計算機演變成經典計算機。若不能有效地克服消相干,即使量子芯片(硬件)做成了,量子計算機也無法實際應用。

“目前算法已經有了大數分解的Shor算法和數據搜索的Grover算法,當然以後還會有更多;編碼也很重要,它保障信息不會被破壞而出錯,這一度很困擾我們,但是現在我們把這個問題解決了。”郭光燦表示,在量子編碼出現以後,量子計算機的實現原則上已不存在不可逾越的困難,但量子芯片的突破尚有待時日。



用戶391056124556797


很高興幫助您來回答此問題。量子計算還要從量子的提出說起。

量子(Quantum)是一個微觀層的概念。如果一個物理量存在最小的不可分割的基本單位,稱這個物理量是可量子化的,並把物理量的基本單位稱為量子。現代物理中,將微觀世界中所有的不可分割的微觀粒子(光子、電子、原子等)或其狀態等物理量統稱為量子。量子最早由德國物理學家普朗克在1900年提出的,他假設黑體輻射中的輻射能量是不連續的,只能取能量基本單位的整數倍,這很好地解釋了黑體輻射的實驗現象。我們知道,量子典型的具有波粒二象性。1905年,愛因斯坦提出了光電效應的光量子解釋,人們開始意識到光波同時具有波和粒子的雙重性質。1924年,德布羅意提出“物質波”假說,認為和光一樣,一切物質都具有波粒二象性。

量子計算是一種遵循量子力學規律調控量子信息單元進行計算的新型計算模式。從可計算的問題來看,量子計算機只能解決傳統計算機所能解決的問題,但是從計算的效率上,由於量子力學疊加性的存在,目前某些已知的量子算法在處理問題時速度要快於傳統的通用計算機,因此,量子計算的效率驚人。

此外,量子計算對非對稱加密的RSA算法有衝擊,量子計算的快速傅立葉變換(FFT)的複雜度可以降低到 O(log2(n)),因此,只需要利用 log(n) 個量子比特就可以描述 n 維向量了,當因數分解的複雜度迅速降低後,RSA 加密就會失效了。


由於量子計算的高效,對人工智能領域有促進作用,AI現在大多數用在面部識別,情感交互等方面,這完全依賴算當前的算法複雜度,當AI與量子計算融合時,可充分提高計算效率。可以這麼說,PB級數據量以上的計算,用量子計算更合適,充分發揮其優勢。


谷歌在量子計算方向重大突破研究,論文《Quantum supremacy using a programmable superconducting processor》登上了國際頂刊《自然》雜誌 150 週年版的封面。谷歌稱,在世界第一超算需要計算 1 萬年的實驗中,量子計算機只用了 3 分 20 秒。

在國內,中科大郭光燦院士團隊中李傳峰小組在量子計算領域有新突破。研製出了一種專用的量子計算機模擬器。傳統計算機的計算基本單元主要是1和0。但是將1和0引入到量子計算時,容易出現相互干擾,造成計算混亂,這一相互干擾的現象被稱作“相位消相干”,此模擬器解決了相位消相干。

因此,作為世界科技前沿,量子計算是趨勢,願我們共同努力,建立完全自主可控的量子計算體系。


InternetPlus


《超級量子計算機的最顯著特徵》

2019.10.11

許多人類科學家還在討論量子計算機如何才能變為現實中可用的超級工具之時,這地球上就己經有五部超級量子計算機被人類很認真地大用特用於解決各種高難度看上去無解的難題了!

而這五部超級量子計算機擁有許多令常人無法可想象的功能之外,還有一個共同的最顯著特徵:每日都會全智能巨大升級使用的量子比特的數量,這就使得這五部在地球上被人類應用的超級量子計算機的運算本領都會以日計的暴增,也因此而可以解決的難題數量也是以日計的暴增.即使是這五部超級量子計算機中運算能力最差的一部所擁有的運算速度也己達到了每秒10^7400次,更不用說最厲害的那一部超級量子計算機的運算速度會多麼令人難以想象了.

同時這五部超級量子計算機還能直接與太陽核心裡的超級量子計算機和銀河系中心超大質量黑洞核心裡的超級量子計算機實現無障礙連網式運行,這就為地球上許多難題都可以被輕易解決提供了最佳的超級智能工具.

所以這世上的事都是隻有想不到,卻太難找到做不到的事了.

正如專業製造強颱風"海貝思"實施瘋狂掃蕩行動就是應用了超級量子計算機的必然科技成果.





宇宙時空聯盟


    在量子世界,量子密碼是第一個可能走向應用的方向,而對人類影響最大的當屬量子計算機。

        “在後摩爾定律時代,晶體管裡面的電子數目越來越少,達到極限之後電子的行為就不能再用摩爾定律解釋了,變成量子行為了。”郭光燦指出,從經典比特到量子比特,人類沿著這條路發展下去,將會“邂逅”量子芯片——“量子芯片構成的計算機體系就是量子計算機”。

        經典計算機正遇到摩爾定律的極限,而頂破天花板的正是量子計算。“比如搜救失聯的馬航客機,並不是我們海空軍搜救能力不強,它挑戰了人類現階段的能力。如果我們有一臺強大到足以處理所有海面數據和航行數據的計算機,找到MH370並非難事。”

        “傳統計算機對數據的處理是串行計算,而量子計算機是並行運行,運算速度呈指數上升,這是量子計算機最顯著的特徵。”郭光燦告訴記者,並行運行有多快?“量子計算機之於傳統電子計算機的速度,就相當於電子計算機之於算盤。” “量子計算機可以做到現在經典計算機做不到的很多事情。”郭光燦說,人類一旦製造出量子計算機,整個社會就會發生翻天覆地的變化。

        “比如,我們可以把某種病毒體內的各種成分分析得清清楚楚,這樣我們就可以製造針對性很強的藥物(對付病毒);還可以在大量數據中分析出特定信息,比如某個罪犯身上的某個特點,在茫茫人海中篩選和搜尋,利用量子計算機,很快就能鎖定目標。”

        不見得量子計算機一定會取代經典計算機,但人們的確可以利用量子計算機完成現階段不可能完成的任務。

        “比如我們現在還不能預報地震,這其中的原因可能是有些科學問題在地震學上還沒有解決,但至少在數據處理上,例如汶川,如果投放幾百上千甚至更多地震觀測站,在很短時間內根據觀測信息計算出地震的概率,就能給決策層提供一些線索。天氣預報也如此,我們只知道某地預計有雨雪,但我們並不確切知道是在何時、何地變天,精細預報就需要這種計算能力上的突破。”

        量子計算機的前景固然光明,但要真正實現量子計算,還要解決一系列的現實困境。

        要真正做出來量子計算機,需要滿足三個基本條件:量子芯片、量子編碼和量子算法,它們分別是實現量子計算的物理系統(即硬件)、確保計算可靠性的處理系統和提高運算速度的關鍵(即軟件)。

        量子計算本質性地利用了量子力學的特性,因此其實際應用的重要障礙是宏觀環境不可避免地破壞量子相干性(即所謂消相干問題),使量子計算機演變成經典計算機。若不能有效地克服消相干,即使量子芯片(硬件)做成了,量子計算機也無法實際應用。

        “目前算法已經有了大數分解的Shor算法和數據搜索的Grover算法,當然以後還會有更多;編碼也很重要,它保障信息不會被破壞而出錯,這一度很困擾我們,但是現在我們把這個問題解決了。”郭光燦表示,在量子編碼出現以後,量子計算機的實現原則上已不存在不可逾越的困難,但量子芯片的突破尚有待時日。


蘭蕙百畝


如果將量子計算機比喻成一架飛機,那麼我們現在的普通計算機也就是輛自行車。這種巨大的差距,給我們帶來震撼的同時也讓我們對未來充滿了期待。量子計算機就是科學家嘗試打開未來無限可能性的一把鑰匙,但究竟開鎖之後會給我們的生活帶來哪些超乎尋常的影響?

量子:在微觀領域中,某些物理量的變化是以最小的單位跳躍式進行的,而不是連續的,這個最小的單位就叫做量子。

量子計算機是指利用量子相干疊加原理,理論上具有超快的並行計算和模擬能力的計算機。使用億億次的“天河二號”超級計算機求解一個億億億變量的方程組,所需時間為100年。而使用一臺萬億次的量子計算機求解同一個方程組,僅需0.01秒。



搗亂哥哥


說實話我只是個普通人不懂量子學,但是前幾天看到個新聞什麼量子波動速讀,呵呵這是拿量子學糊弄家長把孩子當傻子培訓啊



王超86539078


量子,單位太小。草民現在得從“元”算起,一元錢是怎樣影響生活的!😂😂😂

歪解了!我知道答非所問。關鍵是我不知道量子跟普通百姓生活有沒有關係。

就跟“納米”出現在人們生活中時,啥都想靠“納米”沾光,什麼“納米洗衣粉”……

其實我知道納米僅僅是長度單位,應該跟洗衣粉之類的不沾邊兒。

“量子”也是,別被人用壞嘍!😂😂😂


書寫者的嘮叨


量子計算機對人類的影響,就是一個全新工業革命替代現在的工業革命。隨著5機技術的發展,量子計算對人類各行各業都起到顛覆的作用,特別在大數據處理,人工智能,衛星導航,等等領域將廣泛應用。比如在人工智能遠程操控給病人手術,這就需要量子計算機精確且最快的處理數據等等。


Victory看劇


量子汁算如果真成功的話,他將人類帶到科技的頂端,能預算出微觀世界的語言是怎樣生成的,能分析出五維空間裡你所不知道的事物,能看到你所認為人去世時的靈魂,到得上那裡去了。能坐上幽靈列車邀遊宇宙,這就是量子計算給人類的貢獻。


張惠清6


量子這種東西只是初級階段,還在門口。不過已經表現的可怕了,人類只怕是發展到量子階段,真實和虛幻已經沒界限了吧。

現在互聯網已經快把人變成機器了,科學的東西,雙刃而已,這種技術不適合民用,如果你沒有相關的約束措施,現在已經有人用量子計算機做人工智能了,還有人用這個挖比特幣了。如果他變為武器,這個不是福氣,是災難。


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