量子计算机存在哪些难点?量子计算机未来的3大应用解读!

本文中，小编将对量子计算机予以介绍，如果你想对量子计算机的详细情况有所认识，或者想要增进对量子计算机的了解程度，不妨请看以下内容哦。

一、量子计算机的难点

1、量子消相干

量子计算的相干性是量子并行运算的精髓，但在实际情况下，量子比特会受到外界环境的作用与影响，从而产生量子纠缠。量子相干性极易受到量子纠缠的干扰，导致量子相干性降低，也就是所谓的消相干现象。实际的应用中，无法避免量子比特与外界的接触，量子的相干性也就不易得到保持。所以，量子消相干问题是目前需要解决的重要问题之一，它的解决将在一定程度上影响着量子计算机未来的发展道路。

2、量子纠缠

量子作为最小的颗粒，遵守量子纠缠规律。即使在空间上，量子之间可能是分开的，但是量子间的相互影响是无法避免的。介于此，量子纠缠技术被联想到量子信息的传递领域。在一定意义上，利用量子之间飞快的交流速度从而实现信息的传递。

3、量子并行计算

量子计算机独特的并行计算是经典计算机无法比拟的重要的一点。同样是一个n位的存储器，经典计算机存储的结果只有一个。但是量子计算机存储的结果可达2n。其并行计算不仅在存储容量上远超越了后者，而且读取速度快，多个读取和计算可同时进行。正是量子并行计算的重要性，它的有效应用也成为了量子计算机发展的关键之一。

4、量子不可克隆

量子不可克隆性，是指任何未知的量子态不存在复制的过程，既然要保持量子态不变，则不存在量子的测量，也就无法实现复制。对于量子计算机来说，无法实现经典计算机的纠错应用以及复制功能。

二、量子计算机未来的3大应用

(一)量子计算机

量子计算的主要应用之一就是量子计算机(AI)。AI的原理就是从经验中学习，随着反馈增加越来越准确，直到计算机程序看上去显得“智能”。

这种反馈是基于对许多可能选项的概率计算，因此AI便成为了量子计算的完美候选人。AI誓要颠覆从汽车到医疗的每一个行业，有人甚至将AI对21世纪的重要意义与电之于20世纪相类比。

例如，洛克希德马丁公司计划利用其D-Wave量子计算机来测试因为过于复杂而无法在传统计算机上运行的自动驾驶软件，Google也正在利用量子计算机来设计能够将车辆与地标区分开来的软件。AI已经可以创造AI了，因此其重要性也将与日俱增。

(二)分子建模

另一个例子是对分子相互作用的精准建模，为化学反应找到最优配置。化学反应是高度纠缠的量子叠加态。这样的“量子化学”太过于复杂，现有的数字计算机只能对最简单的分子进行分析。但成熟的量子计算机即使对最复杂的过程进行评估也毫不费力。

Google已经通过模拟氢分子的能量在这一领域取得了突破。这将会带来更高效的产品，从太阳能电池到医疗用药都是如此，尤其是化肥产品。化肥占全球能量消耗的的2%，更高效的化肥对全球能量和环境益处深远。

(三)加密

现今的网络安全大多都取决于将大的数字分解成质数的困难性。虽然现有的数字计算机可以通过搜索每一个可能的分解因子来达到目的，但所需的海量时间会让“解码”过程变得昂贵而不现实。

量子计算机在分解因子上的效率比数字计算机有了指数级的提高，这意味着传统的安保方式将很快成为过去。尽管需要一定时间，对新的加密方式的研发正在进行中：2015年8月，美国国家安全局开始引入一套可以抵御量子计算机的加密方法。2016年4月，美国国家标准与技术研究所展开了一项为期4-6年的公共评估过程。

利用量子纠缠这一单向特质的量子加密方法也值得期待。城市范围内的网络已经在一些城市中得到了展示，中国科学家也宣布其成功从量子卫星向地球上的三个不同基站发射了纠缠的光子。

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