之间有着质的差别。
在这里就首先要说一下传统计算机的工作原理,传统计算机的工作原理是基于1和2两个状态的逻辑运算而诞生,最早是为了计算导弹和炮弹的轨迹在二战后研究出来的。
传统计算机因为几年只有1和2两个状态的逻辑,所以可以称之为二进制计算机,它的优点就是原理简单,技术难道低。
但是20世纪60年代至70年代,人们发现能耗会导致计算机中的芯片发热,极大地影响了芯片的集成度,从而限制了计算机的运行速度。研究发现,能耗来源于计算过程中的不可逆操作。
那么,是否计算过程必须要用不可逆操作才能完成呢?问题的答案是:所有经典计算机都可以找到一种对应的可逆计算机,而且不影响运算能力。既然计算机中的每一步操作都可以改造为可逆操作,那么在量子力学中,它就可以用一个幺正变换来表示。
早期量子计算机,实际上是用量子力学语言描述的经典计算机,并没有用到量子力学的本质特性,如量子态的叠加性和相干性。在经典计算机中,基本信息单位为比特,运算对象是各种比特序列。
与此类似,在量子计算机中,基本信息单位是量子比特,运算对象是量子比特序列,所不同的是,量子比特序列不但可以处于各种正交态的叠加态上,而且还可以处于纠缠态上。
这些特殊的量子态,不仅提供了量子并行计算的可能,而且还将带来许多奇妙的性质。与经典计算机不同,量子计算机可以做任意的幺正变换,在得到输出态后,进行测量得出计算结果。
因此,量子计算对经典计算作了极大的扩充,在数学形式上,经典计算可看作是一类特殊的量子计。量子计算机对每一个叠加分量进行变换,所有这些变换同时完成,并按一定的概率幅叠加起来,给出结果,这种计算称作量子并行计算。除了进行并行计算外,量子计算机的另一重要用途是模拟量子系统,这项工作是经典计算机无法胜任的。
因为传统计算机是二进制计算机,所以在进行运算的时候,全部都是将输入的信息转化为二进制的信息,接着进行二进制的运算,最后在输出的时候又转化成所需要的信息。
这也就意味着传统计算机在计算能量方面是有一个限制的,一旦需要计算的数据过大,传统计算机就很难胜任,特别是在进行模拟推演的时候,传统计算机越来越难以满足科学研究的需要。
量子计算机,利用量子纠缠态的特性,因为量子的纠缠态,所以具备了无数种可能性,完全可以不受到进制运算的限制,从本质将计算机的能力获得质的飞跃。
“我们是早就该研究出新的计算机技术了,传统的计算机是越来越不行
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