普通人怎样用上量子计算机

普通人如何面对真实量子计算机？答案是“量子云”；咱中国人如何接触到真实的量子计算机？答案是“咱自己的量子云”。

量子云是什么？

首先还是先快速介绍一下量子计算与经典计算的区别。我们现在用到的计算方式，包括电脑、手机、计算器等，都是基于二进制逻辑的，最底层的信息存储和处理单元叫做比特。一个比特可以处于0或1两种状态之一，通过电路大量的比特连接在一起，并在上面执行一系列的逻辑操作，如“与门、与非门、异或门”等等，最终去获取存储着计算结果的那一组比特的状态，这样便能进行各种各样的运算。这种超乎想象的计算方式我们通常称之为超越极限的经典计算。

在这里我们看到了计算的四要素：一是信息的存算单元——比特；二是作用在比特上的一组通用逻辑门操作；三是算法，即逻辑门是如何组织并映射到比特上的；最后一个要素就是读取。量子计算同样需要具备这些要素，而在利用了量子力学的叠加和纠缠等基本原理之后，它能表现出很多经典计算所不具备的能力。比如说，量子计算可以用来解决复杂的问题，比如说纠缠态的数据传输，或者是量子密钥分配等。

量子计算的基本信息处理单元是量子比特，它是一个最简单的量子系统——两能级系统。作为类比，我们可以分别将这两个能级标记为0和1。由于量子态的叠加性，这样一个系统可以处在0和1的叠加态，也就是说，这个量子比特可以部分是0，部分是1。这种叠加特性赋予了量子比特同时表达多种状态的能力，因此具有更强的信息编码能力。当多个量子比特连接在一起，我们可以将其纠缠在一起，这也是经典比特所不具备的能力。

对于量子比特的纠缠很难详细解释，但我们可以这样理解：纠缠的比特中，信息的表达必须当成一个整体来看，而且其维度随着比特数量的增长而指数增长，这就为计算提供了一个指数增长的编码空间，理论上能够实现指数级的计算加速能力。但是，目前的算法仍然无法满足这一需求。因此，人工智能的发展方向是通过深度学习技术来解决这一问题。

（编辑：银川站长网）

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