量子電腦殺到來!

| 雷劍文 | 08-12-2017 09:15 | |
量子電腦殺到來!

去年中電腦科研界發生了一件大事,卻未獲得大迴響:IBM Q 開放給公眾註冊使用。「IBM Q」是量子電腦(Quantum Computer),晶片的環境溫度是靠近「絕對零度(103K)」 。那量子電腦必定是超快?在處理很多運算問題上,量子電腦反而不如傳統電子電腦,但它給予我們過往不可能的可能。

舉銀行密碼保安為例,銀行系統是存放已加密的客戶密碼,每當客戶輸入密碼,系統會把它加密,然後對比原來已加密的密碼,假如一樣,便是正確密碼,所以沒有人會知道客戶密碼。因為加密方法是單向的,也就是說很難反向解密,所以獲取已加密的客戶密碼是沒法知道「密碼」,反向解密是「傳統電腦」不可能做到,量子電腦則可以解決(IBM Q 因 Qubit 位數還不夠,所以還不能做到)。

量子電腦殺到來!

量子電腦有甚麼特別呢?先說它的基本單元(Qubit)。 Qubit 跟電腦的 bit(位元)一樣, 可以是 0 或 1,但因為量子的最大特性是疊加性質(superposition),它可以同時是 0 和 1,這當然違背我們日常理解,也因為此特性,給予我們新希望去處理過往的難題。當 qubit 在 0 時,寫法為 |0>;我們對其疊加,操作圖標為(下圖左),現在 qubit 便同時在 0 和 1;當我們測量 qubit 的值,操作圖標為(下圖右),確只會得到 |0> 或 |1>。

量子電腦殺到來!

把以上步驟重複 10 次,我們很可能會有 5 次是 |0> 和 5 次是 |1>,也就是說 |0> 和 |1> 的機率各約為 1/2。當然我們可以透過其他操作,使得當我們測量 Qubit 的值時,出現 |0> 和 |1> 機率更改(例如 1/3 為 |0> 和 2/3 為|1>)。但其機率總和必為 1。1 個 Quibut 已有這麼多變化,現在不難想像量子電腦是真的很特別。

對以上說明感興趣或有疑問的讀者,筆者鼓勵你們動手,到 http://research.ibm.com/ibm-q/ 登記帳號,親自嘗試量子運算。

最後,量子電腦會否某天如 PC 般普及,每人家裏都有呢?因為要穩定量子必定在超低溫,這不是技術問題,而是難以違反自然定律,所以量子電腦不會取代 PC,反而量子電腦應會在雲端運算普及。

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Source:ezone.hk

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