IBM让公共云访问新的5量子位量子计算机

IBM已经开发了一种5量子位量子计算机——你可以在网上试一试。

量子计算已经成为计算机研究领域的独角兽有一段时间了。它也许能够解决今天的计算机需要数十万年才能解决的复杂问题。

最近，IBM在实现量子计算方面迈出了一大步，他们推出了新的5量子位处理器。

IBM的量子计算机。图片由IBM。

为了理解5量子位在量子计算的大格局中意味着什么，请考虑以下问题:达里奥吉尔他是IBM研究院科学与解决方案副总裁，说任何一台经典计算机都不可能模拟出一个50量子位的量子系统所能做到的事情。

创新还不止于此。IBM还将他们的新处理器连接到云上，这样任何人都可以测试它。在量子计算机普及的漫长过程中，这是量子计算广泛应用的第一个具体步骤。

什么是量子计算?

如果你还不了解传统计算机和数字逻辑，那就检查一下这些在看完这篇文章之前。

量子计算和经典计算的第一个大区别是逻辑运算的基本单元，也就是量子位。量子比特与传统的比特不同，它利用量子力学进行运算。

叠加，即同时处于两种状态，是量子位的正常状态。一种比较传统的考虑叠加的方法是想象一个比特同时是1和0。叠加是量子计算机的关键组成部分之一;这使得我们能够通过考虑每一种可能性来解决一些极其复杂的问题。

一个有点可怕的例子是，量子计算机可以强行破解密码，而传统计算机只需几小时甚至几分钟就能破解数千年。

量子计算机背后有大量复杂的物理知识，但幸运的是，IBM不仅给了我们一个关于他们计算机的教程，而且还提供了更多关于量子计算机的基本知识在这里。

一个量子位的Bloch球表示。图片由IBM。

量子门

既然我们现在研究的是量子比特，我们也会得到一些量子门。这些原理上与传统逻辑门的功能相同，但它们也包含了一些特性，以充分利用这些量子位的特性。

CNOT就是这样一个门，它也是IBM在其教程中介绍的第一个量子门。它代表“非受控”，顾名思义，用一个量子位影响另一个量子位。在经典计算中，这在逻辑表方面几乎与异或门相同。

如果你想了解更多关于量子逻辑门的进展，请阅读牛津大学的99.9%精度的量子逻辑门。

使用IBM的Quantum Composer

这些都可以在量子作曲家中进行测试，它可以是一个量子计算机的模拟，也可以是真实的东西。不，你没看错。亲爱的读者，你可以编写并运行量子计算机!嗯，你可以运行5位处理器，做一些有限的操作。由于只有一台电脑可以运行所有人的命令，你对基于云处理器的实验将排队等待长达24小时。

然后IBM查看结果，并给出两种查看数据的选项:法线直方图和它们的量子领域表示或QSphere。

IBM Quantum Composer的图像。图片由IBM。

量子问题的量子计算

在我们造出量子计算机之前，我们无法确定它的真正能力。然而，专家们已经在猜测量子计算机可以帮助解决的问题。

对宇宙的模拟是经典计算机需要运行的最困难的任务之一。然而，随着这些模拟中的具体细节数量的增加，经典计算机开始挣扎。

通过利用量子物理的固有特性，量子计算机能够模拟更多的宇宙。量子并行允许量子计算机同时模拟多个进程。

量子并行，与经典并行不同，它能够通过对一个量子位进行一次操作，同时进行多个经典操作。这是许多人认为违反直觉的量子力学特性之一。

另一种理解的方式是杰瑞鼠粮他是IBM实验性量子计算研究团队的经理。Chow说，咖啡因分子是如此复杂，以至于经典计算机无法用1和0(经典位)来模拟它们。

实际上，在程序中模拟咖啡因是一个适用于量子计算机的量子问题。为此，功能性量子计算机的发明可能会在设计药物和治疗疾病方面带来非凡的进步。

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随着量子计算机技术的发展，我们将开始发现更多有趣的想法和潜在的解决方案。未来是陌生而光明的，但量子计算机的计算可能会使未来变得明朗。

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需要一些灵感呢?看看这个视频，量子作曲家正在对Grover的搜索算法进行实验: