真的想知道，量子时代研发量子量子能量手环有用吗什么意义？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2024-01-11 05:00 标签： 量子能量手环有用吗

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能上 Youtube 的话, 可以看看 Krysta Svore 在 IQC 的一个公开演讲: Quantum Computing: Transforming the Digital Age. 里面涉及了一些 non-trivial 的应用, 比如加速分子动力学模拟. 量子计算机会给化学研究带来突破吗？ - 匿名用户的回答, 这里有些大致介绍. 稍微正式一些, 但是不涉及技术细节的话. 推荐一篇几周前 Ashley Montanaro 写的量子算法综述吧, 在 scirate 上评价很高: http://arxiv.org/abs/1511.04206. 涉及了不少近年进展, 比如 HHL 算法相关的那些(所谓的量子机器学习), 以及一些经典算法相关的结果(比如我们知道的一些图相关的算法).比较好且全面的介绍, 大概还有 Stephen Jordan 维护的 Quantum Algorithm Zoo: http://math.nist.gov/quantum/zoo/. 罗列了目前的绝大多数量子算法, reference 里有两百多篇 paper. 当然了, 大多数问题的加速都是多项式级的. 总结一下. 现在的量子算法其实都是基于几个算法原语(量子 Fourier 变换, Grover 算法, Quantum Random Walk, 量子模拟, HHL), 然后用在各种情境中: 比如用 HHL 算法来处理 ODE 边值问题或者统计学习里面的问题.
会不会有更多的原语呢? 我不知道. 但即使是现在这些原语, 在实际应用中的潜力恐怕也远没有开发殆尽. 更多的 killer application, 很可能需要的是有具体专业背景的人使用量子算法来解决问题. 谢邀。正如我以前的答案所说。量子计算机的最核心的是来自于相干性（coherence）。这个是物理层面上的，经典的计算机是永远也不可能有这种相干性的。相干性有了superposition，这就导致了物理意义上的同时对不同态的运算。总的来说，量子计算的好处有3点。1. 量子计算的计算能力要比经典计算要强。但是至于强多少，现在没有严格的证明，这一点我已经说了很多次了。2^N只是人们构想的。量子计算可以到达的计算空间是post-BQP，至于这个post-BQP到底有多大，没有人知道。2. 量子计算机的速度要快。我们只是已知所有的经典计算都可以有效的变成量子计算。至于量子计算能快多少，我们也不知道。是不是有量子算法可以有效的解决NP-Hard，甚至有效的解决P-space，甚至更快。这些都还有待研究。3. 量子计算节能。由于量子计算都是unitary operator（幺正），是可逆的计算。也就是说只有在一次量子计算结束时（测量量子态时）才会出现熵增。这个也是量子计算在物理意义上的优势。经典计算永远不可能有这个优势。那么，量子计算现在有什么应用呢。现在几乎没有。原因是现在通用性的量子计算实现上还有很多的困难。就现在来看只有D-wave一家公司有商业化的量子计算机。只是现在只能计算的Ising model的ground state出来（但，不要小瞧这个，这个也是NP-Hard问题了）。尽管，现在D-wave好像没有多大用处，但是可以证明D-wave用的量子算法也是通用的，也就是说D-wave有一天可能会改造成通用的量子计算机出来。说到了硬件实现上了，我就引用自己在知乎的回答量子计算机的工作原理如何简单解释？ - huang莱因哈特的回答。这里有更加详细的关于量子计算机硬件及其实现的方法的讨论，这里不重复了。那么，假设一天通用型的量子计算做出来了。首先可以知道的是，所有银行里，政府中，甚至是军队中用的RSA密码的破译将得到有效的解决（shor algorithm）。这不亚于原子弹对世界格局的影响。还有很多算法的加速可以改变世界，这里就不一一列举，有兴趣的同学可以看看http://math.nist.gov/quantum/zoo/，这里列举一些已知的量子算法加速经典算法的例子。当然了，量子计算做出来了，那么量子通信的元器件也能做出来了。当然这属于量子通信改变世界的部分了。再说一个有趣的，前面没有人提到的方向吧。最近有些论文有提出黑洞会喷射出信息（详见霍金辐射），但是这些信息的复杂度可能只能用量子计算来破译出来。也就是说，掌握了量子计算的人类可以破译更多宇宙中有效的信息。（当然这些只是猜想）——————————————————更多量子计算实现的讨论，请见量子计算机的工作原理如何简单解释？ - huang莱因哈特的回答及其下面的评论。

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