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量子计算机 Quantum Computer

量子计算机是使用量子逻辑进行通用计算的设备,可以看作是量子计算的具体实现形式,不同于传统计算机,量子计算机用量子比特来存储数据,它使用量子算法进行数据操作。

量子计算机的种类

目前常见的有绝热量子计算机和门模型量子计算机,二者各具优缺点:

  • 绝热量子计算机(又名「退火炉」)

绝热量子计算机是一种特殊的量子退火炉,它最适于解决优化问题这一行业普遍存在的问题。除此以外,该方法还可用来解决抽样和机器学习问题。

  • 门模型量子计算机(又名「电路模型」或「标准模型」)

因为硬件的特殊性,构建门模型量子计算机在技术上具有挑战性。

 

这种量子计算机通过运用量子门控制量子状态进行计算,量子线路构件的方式则与逻辑门相似。

量子计算机需要满足的条件

  1. 量子计算机必须有可识别的定义明确的量子比特;
  2. 量子计算机必须可以进行可信的初态制备;
  3. 量子计算机必须具有较弱的退相干效应;
  4. 量子计算机必须可以进行精确的量子门操;
  5. 量子计算机必须建立非常强的量子测量机制。

量子计算最适用领域

(1) 优化问题。

优化是量子计算目前重点关注的领域,其目标是从大量可能的决定中找出最佳方案。

传统计算机为优化问题、提供高质量的解决方案所需的时间通常会随问题规模呈指数级增长,但量子计算的高效性将更快的提供答案。

(2) 抽样问题。

绝热量子计算机可以执行的另一功能,抽样可以顺利随机生成某些现象的随机样例,而经典计算机很难做到。

 

如果可以控制复杂的量子状态,便可进一步提升效率。

 

(3) 机器学习。

机器学习的基础是抽样和优化方法,因此完善这些技术就可以提高机器学习能力。

 

量子计算机的抽样技术,可以为机器学习算法提供更多可靠的分布式输入数据。

 

相关词:量子计算,量子位