量子計(jì)算是利用量子力學(xué)定律解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無法解決的龐大或復(fù)雜問題的過程。量子計(jì)算機(jī)依靠量子位來運(yùn)行和解決多維量子算法。

量子計(jì)算利用量子理論的原理解決數(shù)學(xué)問題并運(yùn)行量子模型。它用于模擬的一些量子系統(tǒng)包括光合作用、超導(dǎo)性和復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)。

量子計(jì)算基本概念包括量子位、疊加、糾纏和量子干涉。

什么是量子位？

量子位或量子位是量子計(jì)算中信息的基本單位。有點(diǎn)像傳統(tǒng)計(jì)算中的傳統(tǒng)二進(jìn)制位。 

量子位利用疊加來同時(shí)處于多種狀態(tài)。二進(jìn)制位只能表示 0 或 1。量子位可以是 0 或 1，也可以是 0 和 1 兩種狀態(tài)疊加的任意部分。 

量子比特是由什么組成的？答案取決于量子系統(tǒng)的架構(gòu)，因?yàn)橛行┫到y(tǒng)需要極冷的溫度才能正常運(yùn)行。量子位可以由捕獲的離子、光子、人造或真實(shí)原子或準(zhǔn)粒子制成，而二進(jìn)制位通常是硅基芯片。

什么是疊加？

為了解釋疊加態(tài)，有些人想到了薛定諤的貓，而另一些人則指出了拋硬幣時(shí)硬幣在空中的瞬間。 

簡而言之，量子疊加是量子粒子是所有可能狀態(tài)的組合的一種模式。當(dāng)量子計(jì)算機(jī)測量和觀察每個(gè)粒子時(shí)，粒子繼續(xù)波動和移動。

約翰·多諾霍（John Donohue）大學(xué)科學(xué)外展經(jīng)理表示，關(guān)于疊加態(tài)（而不是同時(shí)聚焦兩件事）更有趣的事實(shí)是能夠以多種方式觀察量子態(tài)，并提出不同的問題。滑鐵盧量子計(jì)算研究所。也就是說，量子計(jì)算機(jī)不必像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)那樣順序執(zhí)行任務(wù)，而是可以運(yùn)行大量并行計(jì)算。

這大約是我們在推出方程之前所能得到的最簡化的結(jié)果。但最重要的一點(diǎn)是，這種疊加可以讓量子計(jì)算機(jī)“同時(shí)嘗試所有路徑”。

什么是糾纏？

量子粒子能夠相互對應(yīng)測量，當(dāng)它們處于這種狀態(tài)時(shí)，稱為糾纏。在糾纏期間，一個(gè)量子位的測量可用于得出有關(guān)其他單位的結(jié)論。糾纏有助于量子計(jì)算機(jī)解決更大的問題并計(jì)算更大的數(shù)據(jù)和信息存儲。

什么是量子干涉？

當(dāng)量子位經(jīng)歷疊加時(shí)，它們自然也會經(jīng)歷量子干涉。這種干擾是量子位以某種方式崩潰的概率。由于干擾的可能性，量子計(jì)算機(jī)致力于減少干擾并確保結(jié)果準(zhǔn)確。