量子计算 后摩尔时代计算能力提升的处理方案

量子计算是根据量子力学原理设计的新型计算方式，具有原理上远超经典计算的强大并行计算能力，为人工智能、密码分析、气象预报、资源勘探、药物设计等所需的大规模计算难题提供了解决方案，并可揭示量子相变、高温超导、量子霍尔效应等复杂物理机制。

与传统计算机使用0或者1的比特来存储信息不同，量子计算以量子比特作为信息编码和存储的基本单元。基于量子力学的叠加原理，一个量子比特可以同时处于0和1两种状态的相干叠加，那样即可以用于区分表示0和表示1两个数。

类似于经典计算机，量子计算机也可以沿用图灵机的框架，通过对量子比特进行可编程的逻辑操作，执行通用的量子运算，从而实现计算能力的大幅提升，甚至是指数级的加速。一个典型的例子是1994年提出的快速质数分解量子算法（Shor算法）。

质数分解的计算复杂度是广泛使用的RSA公钥密码系统安全性的基础，例如，如果用每秒运算万亿次的经典计算机来分解一个300位的大数，需要10万年以上；而如果利用同样运算速率、执行Shor算法的量子计算机，则只需要1秒。因此，量子计算机一旦研制成功，将对经典信息安全体系带来巨大冲击。目前，全球范围内已经有多家公司开始研发量子计算机，包括谷歌、微软、英特尔、甲骨文等。

（编辑：银川站长网）

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