量子计算与量子软件(一)

本文源自清华大学魏教授的讲座,介绍了量子计算的起源、基本原理,如量子比特(Qubit)、量子门、量子纠缠和不可克隆理论,并强调量子计算的线性性和并行性在解决特定问题上的优势,例如Shor's算法在大数因式分解上的高效性。尽管量子计算已取得显著成就,但其应用仍有待拓展。

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本文的内容来自清华大学魏教授的讲座内容,内容主要涵盖量子计算与量子软件的介绍。

摩尔定律

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根据摩尔定律,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔两年便会增加一倍。目前计算机设备的尺寸越来越小,尤其是晶体管已经小到了不能再小的程度了。

现在这个尺寸,经典物理已经不适用于研究接下来的模型。

因此,量子计算就被寄予厚望。


量子计算的起源

1982年,费曼提出,能否使用量子计算机直接进行计算呢?这也是量子计算的萌芽开始。
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量子计算建立在量子力学的规律之上,这也导致了与现在的电子计算机存在不同的实现,不同的特征,包括表示,存储,计算,转换等。

量子计算的公理

在这里插入图片描述
为了信息处理,量子计算存在四条公理。

  1. 一个量子系统可以用状态向量表示,所有的向量都处在对应的希尔伯特空间之中。
  2. 量子系统的变化是由酉变换来进化的&#x
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