科学家称量子计算机速度存在理论上限

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北京时间1月19日消息据国外媒体报道,过去80年间,标准计算机处理器的下行速率 不断提升。但近年来,这项技术的局限逐渐结束显露:芯片是因为 无法做得更小,元件也无法排得扎得,并且我 就会因重叠而短路。是因为 各大公司想继续提高计算机下行速率 ,就可不里能做出许多改变。

量子物理可谓是未来的一大希望。量子计算机的下行速率 预计将远超信息时代的任何伟大的伟大的发明。但一项近期研究显示,量子计算机自身同样所处局限,并提出了许多突破那些局限的措施。

理解的局限

在物理学家看来,人类生活在所谓的“经典”世界中。大多数人仅称之为“世界”,并凭着本能理解物理问提报告 。比如将球抛向空中,它都会沿着抛物线轨迹落地。就是不是 在更冗杂的状态下,当让我们歌词 歌词 对物体运作的原理依然一知半解。大多数人只知道汽车通过内燃机燃烧汽油产生能量,并且我 通过齿轮与轴承转动轮胎,使汽车向前行进。

按照经典物理学法则,上述过程必然所处理论局限,但这名上限高得难以企及。相似,当让我们歌词 歌词 知道汽车永远无法超越光速。无论地球上有十有几个 燃料,也无论路有多长、建造工艺有多强,车速甚至连光速的十分之一都达只有。

人类永远无法达到实际的物理上限,但那些上限的确所处,并还可不里能通过研究计算出来。不过,研究人员最近隐隐约约地意识到,人太好量子物理也所处局限,但却他不知道怎么才能 才能 将其运用到真实世界中。

海森堡不选则性原理

物理学家认为量子理论最早提出于1927年。当时德国物理学家维尔纳·海森堡(Werner Heisenberg)发现,经典物理学对极小的物体(即单个原子级别)暂且适用。相似,是因为 把有两个球抛向空中,很容易判断球所处位置和运动下行速率 。但海森堡指出,对原子和亚原子粒子而言,这是行不通的。观察者要么只有看了它的位置,要么只有判断它的运动下行速率 ,但无法一齐获得两项信息。

意识到这名点令人颇为不安。自从海森堡解释了这名概念,爱因斯坦和许多科学家就感到十分不快。要知道,这名“量子不选则性”暂且由测量设备或工程严重不足是因为 ,并且我 和当让我们歌词 歌词 大脑的运作措施有关。当让我们歌词 歌词 是因为 习惯了“经典世界”的运作规律,并且我 “量子世界”的物理机制难免超出了当让我们歌词 歌词 的接受范围。

进入量子世界

在量子世界中,是因为 有两个物体从某处运动到另一处,研究人员无法选则它遗弃和到达的具体时刻。这名物理局限是因为 探测所处轻微下行速率 。并且我 无论运动时间多短,当让让我们歌词 歌词 会稍过一会儿可不里能探测到这名变化。(这里所说的时间极为短暂,只有一秒的1015分之一,但这期间可进行数万亿次计算机运算。)

而这名下行速率 无疑大大降低了量子计算机是因为 达到的运算下行速率 ,并且我 被当让我们歌词 歌词 称为“量子下行速率 限制”。

过去几年的研究显示,在不同条件下,量子下行速率 限制也会有所不同,如使用不相似型的材料、采用不同的磁场和电场等。状态改变时,量子下行速率 限制有都会稍高许多,有时则会稍低许多。

令人吃惊的是,科学家发现许多意想只有的因素都会有助于提高运算下行速率 ,且常常与直觉相悖。

为理解这名状态,或者当让我们歌词 歌词 想象有两个粒子在水中的运动过程。在水中穿过时,粒子会将水分子推开。过后,水分子会立即回到原有位置,没留下任何粒子穿过的痕迹。

再想象一下粒子从蜂蜜中穿过的情景。蜂蜜比水粘稠得多,质地更厚重,流动得比较慢,并且我 在粒子穿过后,蜂蜜分子要花更长时间可不里能回到原处。但在量子世界中,蜂蜜回流都会产生压力,推动粒子向前运行。这就使得粒子的实际运动下行速率 与观察者预期的稍有不同。

设计量子计算机

随着研究人员对量子下行速率 限制的理解愈发深入,量子计算机处理器的设计也自然会受其影响。就像此前的工程师设法缩小晶体管体积、将它们紧密排布在传统计算机芯片上一样,科学家可不里能进一步创新,可不里能使量子计算机系统达到最快,尽是因为 接近下行速率 上限。

研究人员还有全都工作要做。目前,当让我们歌词 歌词 还不清楚量子下行速率 限制是不是 高得难以企及,就像汽车永远达只有光速一样。当让我们歌词 歌词 对环境中的意外因素对量子运动的加速原理并且我 甚明白(比如上文列举的蜂蜜)。随着以量子物理为基础的技术愈发普遍,当让我们歌词 歌词 可不里能找出量子物理的真正局限,从而最大化地利用手头掌握的知识。