薛定諤的貓

核心：“薛定諤的貓”（Schrödinger's Cat），既是死的，又是活的。

============================================

學史上最詭異的貓是這樣被虐的：把一隻貓放倒一個封閉的盒子裏，盒子裏極少量的放射性物質，一個蓋革計數器，還有一個毒氣瓶。一個小時內放射性物質發生原子衰變的幾率為50%，如果發生衰變，計數器放電會引發一個裝置打開毒氣瓶，貓就會被毒氣毒死。 請問：一個小時以後盒子裏這隻貓是死是活呢？

 

 

量子力學的解釋是：隻要沒有人類的幹預，沒有人類的觀測，那麽這個盒子裏的貓於“死”和“活”的疊加態。盒子被打開後，波函數坍塌，貓的狀態被確定。

 

從薛定諤的貓開始，咱來說說量子計算機

 

 

 

現在的很多大公司英特爾，穀歌，IBM，微軟以及一些政府都在爭分奪秒地加大對量子計算的投資和探索，那麽量子計算機能不能替代我們現在的傳統計算機呢？它會給我們生活帶來什麽？我們家裏會有一台量子計算機嗎？我想告訴你是絕對絕對不會的，因為量子計算機隻能在零下273度才能正常工作，你得裹多少層被子才敢開機。。。

 

我會用最淺顯的語言解釋一些概念，什麽是量子，什麽是量子糾纏，什麽是量子疊加。

 

量子是微觀物理學的一個概念。所謂量子，是構成物質的各種物理量最小的，最基本單位，不可分割。人們所熟知的分子、原子、電子、光子等微觀粒子，都是量子的一種表現形態。如果你還是不特別明白，你就想想台階，它們都是不連續的，你可以說台階1，台階2，但是沒有台階1.8。你可以把一個台階想象成1個量子，量子很重要的一個特性就是不連續。

 

量子糾纏（ Quantum Entanglement）。我們可以把兩個量子想象成兩個小兔子，在量子的世界裏它們日日夜夜總是在一起，時間長了我們就明白了它們倆是一公一母，是領了證的， 結了婚的。但是我們隻知道這對兔子是一公一母，但是不知道哪個是公哪個是母？所以我們把這兩隻量子兔子叫做處於“糾纏狀態”。如果你觀測到一隻兔子是公的，另外一隻呢，一定是母的！

 

量子疊加 （Quantum Superposition)。上麵提到的薛定諤的貓，既是死的又是活的，就是一種量子疊加狀態。

 

傳統的電子計算機最基本的單位是比特（bit）。 一個bit，要麽是0，要麽是1。 非0即1，非黑即白。量子計算機它的最基本的單位叫qubit，量子比特－就不一定是"1"或者是"0"了，它可能即是"1"又是"0"。因為它是處於“1 ”和 “0”的疊加狀態。

 

量子計算機比傳統計算機從算力上來講強大了不知道多少倍，根本就不是一個數量級的，可以用一隻螞蟻和一個獅子來比較都不為過。

 

量子計算機遵循量子力學的規律進行高速數學及邏輯運算，存儲，處理量子信息的物理裝置。也就是說量子計算機處理的是量子信息，運行的是量子算法。

 

雖說理論上來說，量子計算機計算能力驚人，但是量子計算機也存在致命的缺點，量子疊加和量子糾纏是非常不穩定的狀態，非常容易被幹擾。所以這就是為什麽一定要在零下273度的時候才能有正常的運行狀態。第二點是精度差，錯誤率高。所以研發能夠商用的量子計算機的道路任重而道遠！