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量子计算机是如何工作的 量子计算机是如何工作的？

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简单来说，普通电脑的计算过程采用的是二进制系统，而量子态允许的是将更复杂的信息编码成单个数位 。
以上是 IBM的新型量子计算原型机图示，该计算机必须冷却至接近零度的绝对温度才能正常工作 。
具体来说，量子计算机的主要构件是一个“量子位”，也就是说是一个量子对象，因此可以处于无数个状态 。任何具有量子特性的东西，如电子或光子，都可以作为量子位，只要计算机能够隔离和控制它 。
一旦在计算机内部形成，每个量子位就会被连接到能够向其传送电磁能量的机制中 。而为了运行特定的程序，计算机会用到精确的脚本序列，例如微波传输，并以一定的频率和一定的时间段来调整量子位 。这些脉冲相当于量子程序的“指令”，每条指令都会导致量子位的未测量状态以特定方式改变 。
此外，这些脉冲操作不仅能够在一个量子位上完成，在系统中的所有量子位上也都可以完成，通常由每个量子位或一组量子位接收不同的脉冲“指令” 。
一旦程序完成，也就是当数千甚至数百万个脉冲完成后，就需要对量子位进行再测量以揭示计算的最终结果，从而导致每个量子位变成0或1，这就是量子力学中著名的“波函数崩溃”现象 。
需要注意的是，量子计算机需要额外的量子位作为备份 。因为如果一个量子位计算失败，系统就需要与备份进行比对，从而将错误量子位恢复到正确的状态 。
这种纠错也发生在普通计算机上 。但量子系统中所需备份的数量要大得多 。工程师估计，对于一台可靠的量子计算机，所使用的每个量子位可能需要1,000个或更多的备份 。由于许多高级算法需要数千个量子比特才能开始，因此使用量子机器所需的量子比特总数（包括那些与纠错有关的量子比特）可能要达到数百万 。
总而言之，量子计算领域还有许多未知因素 。凭借传统的计算机技术，摩尔定律确保了每两年左右的晶体管数量增加一倍 。但是与量子机器相关的复杂电子学目前还没有类似的预测，对此，许多工程师预计，在未来，人类仍将仅限于对具有相对较少量子位的机器（可能只有几百个）进行应用 。因此，他们也正在集中精力研究适用于预计在不久的将来可用的适度大小的量子系统的算法 。
【量子计算机是如何工作的 量子计算机是如何工作的？】

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