第二百四十六章 量子计算（1 / 2）

所谓量子，是物理学中微观领域的一个名词。

量子是物体细分之后的最小单位，但它不同于其它的粒子，它是跳跃式的，不可连续的最小单位。量子的存在是一种概率，它的出现极大的违背了我们的传统认知。

在量子力学中，一切都是概率性的，一个物体出现在那，不是因为它本身就在那，而是我们看它的时候它碰巧在那而已。

它的很多观点可能颠覆我们对世界的认知。

举一个例子：在宏观的世界中，即我们的现实生活中，假如一个人站在一座大楼的六楼或五楼，那么它要么在五楼，要么在六楼，不会同时存在于五楼六楼，这是非常简单的道理。然而在量子理论当中，情况就不是这样了，它既可以在五楼，也可以在六楼，甚至它本身就处在介于五楼与六楼的叠加状态。

量子叠加态，是不同状态同时存在的一种状态，也就是说物体本身是处在混沌未知的状态，只要不对它施加观察，该物体的状态就是同时处于五楼六楼的一个叠加态。一旦外界对它进行观察，叠加态就会塌缩成一个单一的具体状态。

……

高峻道：“从三十六组谱线的规律来看，它并不是完完全全的量子信号，因为除了百分之五的位处于概率状态外，其它百分之九十五都是固定不变的。”

“不完全的量子信号？”苏源看着他。

高峻点点头，“不知道出于什么目的，翡翠传递出来的信号运用了一般二进制信号以及量子信号两种混合的形式。换句话说，一般的二进制信号，要么是1要么是0，而碰到量子信号的时候，那个‘位’实际上处于01的混合状态。”

际叶皓插嘴道：“所以根据量子被观察时的波包塌缩效应。我们具体测量它的时候，它呈现出来的就是概率性的0或者1。这也是为什么我们会得到那么多不完全相同的谱线的原因。”

苏源若有所思地点头，大致的意思她已经明白了。忽然道：“那我们对它进行一下重新定义呢，比如……高电平的信号。也就是谱线的黑框，我们定义它为1，低电平信号，白框，我们定义它为-1，而量子信号定义为0，这样就不是二进制。而是全新的进制模式了。”

话音刚落，所有人都愣了愣。苏源奇怪道：“怎么，我说错话了吗？”

“不，没说错。我觉得这个方案或许可以试一试。”际叶皓非常诧异地看着苏源，继而拧了下眉头。

“对啊，也许真的可以尝试一下！”

高峻恍然大悟，手指在键盘上敲敲打打，没用多少工夫。三十六组谱线就变成了一个单一的谱线。它采用了黑红白三种颜色，分别代表1、0、-1三种状态。

“我们现在的电脑都是传统的二进制电脑，而要运算这组由1、0、-1三种状态编写的机器语言，必须要在原有超级计算机的基础上加入量子模块。”

说着高峻将视线投向角落那个小小的和一般电脑主机差不多大的米色机箱。苏源老爸的这个小机箱，会不会真是量子计算机的核心？

他有些挠头。对于量子计算机，其实他知道的并不多，只是了解了个皮毛而已。

相较于传统的二进制计算机，量子计算机的优势无疑是无以伦比的。

普通的信息“位”只能代表0或者1，量子“位”以0和1的叠加状态存在，这种模糊性使几个量子“位”可以被并行处理，因此可以一次执行多个运算。

从某种意义上来讲，量子计算的一个“诡计”是一次执行所有处于量子“位”的计算，多一个量子“位”所造成的差别并不大，但量子“位”越多，影响就越大。科学家们认为，当进行运算的量子“位”达到100个时，量子计算才真正显示出竞争力。不过，每增加几个量子“位”都是重大的进步。

目前最快的超级计算机，对一个400位的阿拉伯数字进行因子分解，要耗时上百亿年，而具有相同时钟脉冲速度的量子计算机，只需大约一分钟。因此，一旦拥有了一台量子计算机，那么目前的密码系统将毫无保密性可言，轻轻松松就能够暴力破解！

“关于量子计算机方面的资料，我查找过一些。”

夏琳扉见大家陷入沉默当中，清脆的声音从她口中说出来。

“你说说看！”

眼睛叮的一亮，高峻仿佛找到了救星一般。他越来越发现，他和夏琳扉之间有着非常多互补的地方。自己不知道的内容，夏琳扉知道啊！

夏琳扉笑了笑，道：“我们传统的计算机是基于晶体管电路开或者关两种状态输出信号，也就有了二进制的0和1，它的基本部件是逻辑基本单元‘逻辑门’，或门、与门、非门、与非门、或非门，这些逻辑门互相组合就产生了可执行的逻辑电路。”

“但说到底，传统计算机只有开和关两种状态，遇到量子状态的信号，它就无法进行叠加态的计算，量子论认为，像原子之类的物质在用某些工具进行测量或与其它物体发生相互作用之前，它的开关状态是不确定的。如果用传统计算机去运行量子信号，得到的只可能是无数种可能性当中的一个结果。”

“并且只要不是直接通过计算叠加态，那么它的计算速度也与一般的传统计算机没什么分别。所以，要想真正计算叠加态的信号，必须具备不同于传统计算机的运算核心，目前的进展来看，人类已经拥有了4个量子位的逻辑门。”

高峻蹙了蹙眉头，“也就是说，量子计算机的关键是运算核心和整台计算机的构架？”

夏琳扉点了点头，道：“是的，运算核心和计算机的体系结构。是决定量子计算机的关键。不过目前人类科技所能采取的都是混合模式，也就是量子运算器的部分功能还需要传统的计算机参与进来。”

“比如程序、大部分控制电路，以及大量的预处理和后处理功能都由传统的超级计算机来完成。而且由于量子信息非常微妙。要求存储元件必须非常活跃，同时量子计算机内又不能使用长导线或长距连接。需要通过最近的邻域，如同在元胞自动机中的数据传输一样。所以这一切都是阻碍量子计算机发展的障碍。”

“那我爸爸的这个小机箱呢？”