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量子比特以左侧的布洛赫球体图形表示,它们的测量将状态折叠为两个基本状态之一,其概率取决于测量前的量子比特状态。
量子处理单元(QPU) 并非在所有操作速度上都优于传统计算机。但是,对于特定类型的算法,量子计算机能够以比传统计算机少得多的运算次数取得结果。
例如,用于查找整数素因数的 Shor 算法,该算法已被证明非常快,可以破解广泛使用的RSA 加密协议。但这是基于理想的通用量子计算机的理论结果,距离实现还需要数年时间。
扩大量子计算机规模的最大挑战是处理 法国电报数据 可能由各种环境干扰(热波动、量子门缺陷等)引起的噪声,这些噪声会影响量子比特的状态,从而导致信息丢失。容错设备采用的纠错方案实施起来非常具有挑战性,因为它们可能会引入新的错误源。
对于实际应用,最新的 QML 研究重点是近期的量子设备,称为噪声中型量子(NISQ) 处理器。NISQ 通常包含大约 1,000 个量子位,但它们尚未达到支持容错的先进水平,也未达到实现理论量子加速所需的大小(相比之下,破解 RSA 加密需要 20 M 个量子位)。
这些量子设备可以看作是专用硬件,一些人工智能公司提供用于测试的模拟器或用于实际部署的云服务:
谷歌提供了一款量子虚拟机,其模拟器最多可容纳 40 个量子比特。他们计划提供 53 个量子比特的Sycamore 处理器用于研究,这是第一个声称实现量子霸权的处理器,因为它能够以比任何传统计算机更快的速度解决问题,这一说法在2019 年发表于《自然》杂志的一篇备受争议的论文中被提
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