量子电脑原理(量子计算机原理是什么)
量子计算机原理是什么
量子技术是基于量子力学原理来结合工程学中的控制论，计算机科学，电子学方法等来实现对量子系统有效控制。开展量子技术的研究一方面将有助于人们在更深层次上认识量子物理的基础科学问题，极大地拓宽量子力学的研究方向，另一方面也有力推动实验室技术向产业化的应用。
在过去的二十年中，量子技术取得了巨大的进步，已从量子物理研究的实验逐步走向跨学科的产业化应用。目前的量子技术大致可以划分为如下四个领域：
a. 量子通信，利用量子态实现信息的编码、传输、处理和解码，特别是利用量子态（单光子态和纠缠态）实现量子密钥的分配；
b. 量子计算，利用多比特系统量子态的叠加性质，设计合理的量子并行算法，并通过合适的物理体系加以实现（通用量子计算）;
c. 量子模拟，在通用的量子计算机无法实现的前提下，利用现阶段已经可以很好控制的小规模的量子系统来实现一些在其他系统中难以实现的物理现象演示（专用量子计算）;
d. 量子传感和计量，利用量子系统状态对环境的高度敏感性，对我们感兴趣的特定参数进行高灵敏度探测。
当前量子技术应用与早期的量子力学应用（如激光器）不同，它利用叠加、纠缠和压缩等量子特性来获取、处理和传输信息，这种方式处理某些问题的能量远远超过了传统的手段。量子技术的核心优势主要来自量子体系的如下几个特性：
a. 量子叠加性，即一个量子系统的量子态可以处于不同量子态中的叠加状态，从而可以使得量子信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力；
b. 量子纠缠，是粒子在由两个或两个以上粒子组成系统中相互影响的现象，虽然粒子在空间上可能分开。这种多粒子关联特性可以用于量子加密，远程传态，以及提高量子传感灵敏度；
c. 量子不可克隆，即量子力学中不可能对任意一个未知的量子态进行完全相同的复制，这从原理上保证了量子通信的绝对安全性；
d. 纳米尺度，量子器件可做到纳米尺度，可使得量子传感器的空间分辨率极大的提高。
量子计算机的基本原理
量子测不准 ，量子不可克隆 ,一个未知量子不可区分，量子态叠加性
量子计算机原理是什么学科
简单地说，量子计算机就是基于量子力学基本原理的计算机，和常规计算机的区别主要在于其基本信息单元不是比特（bit）而是量子比特（qubit）。之前我们用0和1表示两个状态，而量子计算机的两个状态用0和1的相应量子叠加态来表示，单个量子CPU具有强大的并行处理数据的能力，其运算能力随CPU的个数指数增加！
举个例子，现在我们人手一台的笔记本电脑，计算速度已经很快了，但是当多任务并行的时候，比如快速打开杀毒软件、浏览器、办公软件、音视频软件，就会经常卡顿 ，之所以卡顿，是受传统计算机的计算方式所限，即串行计算。而量子计算是并行计算，即可同时处理多任务进程而互不影响。卡顿的情况就不存在了。量子计算机可用于海量数据的计算。
再举个例子，我们现在的网络加密依赖于RSA公钥体系，即传统的计算机很难完成大数的质数分解计算，而量子计算可以把计算过程按数量级缩减，经典计算机几十亿年都不能完成的计算，量子计算机只要几分钟就可以完成了。在量子计算机面前，基于RSA公钥体系的所有的邮件、银行账户、机密文件都将被轻而易举的攻破。好在我们已经有了从物理原理上阻止窃密的量子通信，量子计算机真正研发成功之后，整个世界的加密体系必然要换一换，小伙伴们大可不必担心。
更重要的是，量子计算可以在科学研究中发挥巨大作用。无论是生物化学反应过程的模拟，还是气候变化等大数据的处理，都是量子计算发挥作用的地方，而这正是经典计算机的短处。因此，量子计算机已经成为各国争相抢占的科技高地，谷歌、微软、IBM在这方面也有重金投入。
量子计算机的理解
量子计算机和普通计算机的区别：量子计算机的单元存储可以存储两个状态，既可以是真，也可以是假，而对于普通计算机来讲，只有两个状态，要么是真，要么是假。而且量子计算机和普通计算机的载体也是不同的，其中量子计算机的载体是分子原子，甚至是粒子，应用的是量子相干性，而普通计算机的载体则是集成电路，应用的是电路分析。
量子计算机工作原理是什么
简单地说，量子计算机就是基于量子力学基本原理的计算机，和常规计算机的区别主要在于其基本信息单元不是比特（bit）而是量子比特（qubit）。之前我们用0和1表示两个状态，而量子计算机的两个状态用0和1的相应量子叠加态来表示，单个量子CPU具有强大的并行处理数据的能力，其运算能力随CPU的个数指数增加！举个例子，现在我们人手一台的笔记本电脑，计算速度已经很快了，但是当多任务并行的时候，比如快速打开杀毒软件、浏览器、办公软件、音视频软件，就会经常卡顿 ，之所以卡顿，是受传统计算机的计算方式所限，即串行计算。而量子计算是并行计算，即可同时处理多任务进程而互不影响。卡顿的情况就不存在了。量子计算机可用于海量数据的计算。再举个例子，我们现在的网络加密依赖于RSA公钥体系，即传统的计算机很难完成大数的质数分解计算，而量子计算可以把计算过程按数量级缩减，经典计算机几十亿年都不能完成的计算，量子计算机只要几分钟就可以完成了。在量子计算机面前，基于RSA公钥体系的所有的邮件、银行账户、机密文件都将被轻而易举的攻破。好在我们已经有了从物理原理上阻止窃密的量子通信，量子计算机真正研发成功之后，整个世界的加密体系必然要换一换，小伙伴们大可不必担心。更重要的是，量子计算可以在科学研究中发挥巨大作用。无论是生物化学反应过程的模拟，还是气候变化等大数据的处理，都是量子计算发挥作用的地方，而这正是经典计算机的短处。因此，量子计算机已经成为各国争相抢占的科技高地，谷歌、微软、IBM在这方面也有重金投入。
量子计算机组成原理
量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。萊垍頭條
量子计算机的特点垍頭條萊
主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。与一般计算机比较起来，信息处理量愈多，对于量子计算机实施运算也就愈加有利,也就更能确保运算具备精准性。萊垍頭條
量子计算机的组成垍頭條萊
量子计算机和许多计算机一样都是由许多硬件和软件组成的，软件方面包括量子算法、量子编码等，在硬件方面包括量子晶体管、量子存储器、量子效应器等。萊垍頭條
量子计算机的原理垍頭條萊
量子计算机是一种基于量子理论而工作的计算机。追根溯源，是对可逆机的不断探索促进了量子计算机的发展。量子计算机装置遵循量子计算的基本理论，处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法。1981年，美国阿拉贡国家实验室的Paul Benioff最早提出了量子计算的基本理论。條萊垍頭
1、量子比特萊垍頭條
经典计算机信息的基本单元是比特，比特是一种有两个状态的物理系统，用0与1表示。在量子计算机中，基本信息单位是量子比特（qubit），用两个量子态0和1代替经典比特状态0和1。量子比特相较于比特来说，有着独一无二的存在特点，它以两个逻辑态的叠加态的形式存在，这表示的是两个状态是0和1的相应量子态叠加。萊垍頭條
2、态叠加原理萊垍頭條
现代量子计算机模型的核心技术便是态叠加原理，属于量子力学的一个基本原理。一个体系中，每一种可能的运动方式就被称作态。在微观体系中，量子的运动状态无法确定，呈现统计性，与宏观体系确定的运动状态相反。量子态就是微观体系的态。萊垍頭條
3、量子纠缠萊垍頭條
量子纠缠：当两个粒子互相纠缠时，一个粒子的行为会影响另一个粒子的状态，此现象与距离无关，理论上即使相隔足够远，量子纠缠现象依旧能被检测到。因此，当两粒子中的一个粒子状态发生变化，即此粒子被操作时，另一个粒子的状态也会相应的随之改变。萊垍頭條
4、量子并行原理條萊垍頭
量子并行计算是量子计算机能够超越经典计算机的最引人注目的先进技术。量子计算机以指数形式储存数字，通过将量子位增至300个量子位就能储存比宇宙中所有原子还多的数字，并能同时进行运算。函数计算不通过经典循环方法，可直接通过幺正变换得到，大大缩短工作损耗能量，真正实现可逆计算。萊垍頭條
量子计算机基本原理
量子论是现代物理学的两大基石之一。量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。量子论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。
原子结构
在牛顿力学（或者叫经典力学）体系中，能量的吸收和释放是连续的，物质可以吸收任意大小的能量。后来我们发现，其实能量真实的吸收和释放，只能够以某个的量级(hv)为最小单位，一份一份的吸收和释放，h也就是量子力学里最常用到的普朗克常数，v为电磁频率。由于普朗克常数的数量级很小（10的-34次方数量级），这就导致了牛顿力学在大尺度上和实验符合的很好，但在小尺度上偏差很大。所以薛定谔在普朗克的量子理论（能量一份一份的传递）体系上建立了薛定谔方程，从而开辟了量子力学的伊始。
量子理论的发展与建立
在19世纪末,经典物理学理论已经发展到相当完备的阶段，几个主要部门——力学，热力学和分子运动论，电磁学以及光学，都已经建立了完整的理论体系，在应用上也取得了巨大成果，其主要标志是：物体的机械运动在其速度远小于光速的情况下，严格遵守牛顿力学的规律；电磁现象总结为麦克斯韦方程组；光现象有光的波动理论，最后也归结为麦克斯韦方程组；热现象有热力学和统计物理的理论。
在当时看来，物理学的发展似乎已达到了巅峰，于是，多数物理学家认为物理学的重要定律均已找到，伟大的发现不会再有了，理论已相当完善了，以后的工作无非是在提高实验精度和理论细节上作些补充和修正，使常数测得更精确而已。英国著名物理学家开尔文在一篇瞻望20世纪物理学的文章中，就曾谈到：“在已经基本建成的科学大厦中，后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”
然而，正当物理学界沉浸在满足的欢乐之中的时候，从实验上陆续出现了一系列重大发现，如固体比热、黑体辐射、光电效应、原子结构……
这些新现象都涉及物质内部的微观过程，用已经建立起来的经典理论进行解释显得无能为力。特别是关于黑体辐射的实验规律，运用经典理论得出的瑞利-金斯公式，虽然在低频部分与实验结果符合得比较好，但是随着频率的增加，辐射能量单调地增加，在高频部分趋于无限大，即在紫色一端发散。这一情况被埃伦菲斯特称为“紫外灾难”。对迈克尔逊-莫雷实验所得出的“零结果”更是令人费解，实验结果表明，根本不存在“以太漂移”。这引起了物理学家的震惊，反映出经典物理学面临着严峻的挑战。
这两件事被当时物理学界称为“在物理学晴朗的天空的远处还有两朵小小的，令人不安的乌云”。然而就是这两朵小小的乌云,给物理学带来了一场深刻的革命。
量子计算机的量子是什么
是大科技。
量子是现代物理的重要概念，指的是一个物理量所存在的最小的、不可分割的基本单位，和以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。
一时间量子科技成为热词，网上还出现了大量针对“量子科学”、“量子通信”关键词的搜索和解读，这三个词不要混淆。“量子科学”指的是量子在科学上的效应，是一种量子信息的学科系统；“量子通信“则是量子在通信领域的应用，即给通信进行加密以保证安全性，尽管通信是量子科技的一个非常重要的应用，但不能将量子通信等同于量子科技本身。
与科学界的一些改良性技术相比，量子科技具有颠覆性作用，它颠覆的是目前占据主流地位的电子计算，即传统、主流的计算机还是以电子作为基本的载体，以冯·诺依曼结构为主的计算机，同时主流计算机的电子元器件——芯片，也是基于电子，按照摩尔定律的经济规律来发展，让计算机芯片的工艺制成从14纳米、7纳米发展到5纳米。