相信很多人知道薛定諤的貓這一理論，但是你知道這是從哪里來得的一個猜想嗎?事實上就是源自光量子計算機。因為量子計算機的難以實現(xiàn)，在很長的時間里，人們都認(rèn)為光量子計算機的偽科學(xué)。但是，日前，中國科學(xué)家已經(jīng)研究出了世界上首臺光量子計算機。下面為你公布光量子計算機是偽科學(xué)嗎?光量子計算機的原理。

光量子計算機是偽科學(xué)嗎

以前人們一直把量子計算機叫做偽科學(xué)，但是事實上，量子計算機已研發(fā)出來。而且是完完全全的中國造。

5月3號，中國科學(xué)院在上海舉辦新聞發(fā)布會，宣布世界上第一臺超越早期經(jīng)典計算機的光量子計算機誕生。據(jù)悉，該量子計算機是貨真價實的“中國造”，是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事陸朝陽、朱曉波等，聯(lián)合浙江大學(xué)王浩華教授研究組攻關(guān)突破的成果。

這是歷史上第一臺超越早期經(jīng)典計算機的基于單光子的量子模擬機，為最終實現(xiàn)超越經(jīng)典計算能力的量子計算這一國際學(xué)術(shù)界稱之為“量子稱霸”的目標(biāo)奠定了堅實的基礎(chǔ)。點擊查看詳情：世界上第一臺光量子計算機誕生中國：比國外快240000倍。

量子計算機是什么

量子計算機是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。

量子計算機的原理

早先由理查德·費曼提出，一開始是從物理現(xiàn)象的模擬而來的。可他發(fā)現(xiàn)當(dāng)模擬量子現(xiàn)象時，因為龐大的希爾伯特空間使資料量也變得龐大，一個完好的模擬所需的運算時間變得相當(dāng)可觀，甚至是不切實際的天文數(shù)字。理查德·費曼當(dāng)時就想到，如果用量子系統(tǒng)構(gòu)成的計算機來模擬量子現(xiàn)象，則運算時間可大幅度減少。量子計算機的概念從此誕生。

我們假設(shè)一個“量子”距離也就是最小距離的兩個端點A和B。按照量子論，物體從A不經(jīng)過A和B中的任何一個點就能直接到達(dá)B。換句話說，物體在A點突然消失，與此同時在B點出現(xiàn)。除了神話，你無法在現(xiàn)實的宏觀世界找到一個這樣的例子。量子論把人們在宏觀世界里建立起來的“常識”和“直覺”打了個七零八落。

簡單的來說，量子計算機的原理就是用量子比特代替原來的普通比特。

從物理層面上來看，量子計算機不是基于普通的晶體管，而是使用自旋方向受控的粒子(比如質(zhì)子核磁共振)或者偏振方向受控的光子(學(xué)校實驗大多用這個)等等作為載體。當(dāng)然從理論上來看任何一個多能級系統(tǒng)都可以作為量子比特的載體。

從計算原理上來看，量子計算機的輸入態(tài)既可以是離散的本征態(tài)(如傳統(tǒng)的計算機一樣)，也可以是疊加態(tài)(幾種不同狀態(tài)的幾率疊加)，對信息的操作從傳統(tǒng)的“和”，“或”，“與”等邏輯運算擴(kuò)展到任何幺正變換，輸出也可以是疊加態(tài)或某個本征態(tài)。所以量子計算機會更加靈活，并能實現(xiàn)并行計算。

相信知道量子計算機的人都應(yīng)該知道一個理論：薛定諤的貓。

薛定諤之貓是關(guān)于量子理論的一個理想實驗。實驗內(nèi)容是：這只貓十分可憐，它被封在一個密室里，密室里有食物有毒藥。毒藥瓶上有一個錘子，錘子由一個電子開關(guān)控制，電子開關(guān)由放射性原子控制。如果原子核衰變，則放出α粒子，觸動電子開關(guān)，錘子落下，砸碎毒藥瓶，釋放出里面的氰化物氣體，貓必死無疑。這個殘忍的裝置由奧地利物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤所設(shè)計，所以此貓便叫做薛定諤貓。

量子理論認(rèn)為：如果沒有揭開蓋子，進(jìn)行觀察，我們永遠(yuǎn)也不知道貓是死是活，它將永遠(yuǎn)處于非死非活的疊加態(tài)，這與我們的日常經(jīng)驗嚴(yán)重相違。