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量子计算专栏2:量子计算的并行处置惩罚

时间:2020-10-16     关键字:lol下注平台

明眼人会发现,这种利用资源提高信息处置惩罚速度的方式是不连续的。最好的例子之一就是第一栏提到的黑洞图片,花了两年时间计算和清理。假设你要走迷宫,尽快找到出口。提高对付惩罚者速度的经典方法是让你跑得更快,但还是要尝试一个岔路口。如果遇到死路,就要回来再走。使用多核意味着你不仅仅是在走迷宫。你找到了熊大,熊二,喜羊羊,大灰狼,四大天王,李寿,郭富城的几个助手。然后设这个私人走这条路,谁去谁去。这肯定会加快寻找出口的速度。但是,这些人不能白走。对应于电脑内部,有更多的专注,消耗更多的物理资源。这种方法的速度也很有限。第一个岔路口需要2个私人。如果背后有岔路口,你需要4个私人,那么8个私人,16个私人。这是一个指数级的增长,不需要超过后面第30个路口需要的人数,已经满足了全中国的人口。

第一列中,量子位的叠加带来了编码方式的突破,可以大大增加信息容量,相当于解决了信息存储的问题,但仅仅提高信息存储容量是不够的。这相当于拥有一个大广场,但是如果进入广场的通道还是很窄的话,就会造成拥堵和拥堵。所以,如果只提高信息容量,不提高信息处置的惩罚能力,仍然没有提高整体计算能力的措施。

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编辑双子

量子计算如何克服这个问题,在于量子比特可以叠加。在第一列提到的例子中,10个量子指可以同时代表1024个苹果。需要注意的是,苹果的数量可以不同,不是1024。这是存储的信息。如果在处理信息的时候要逐个处理惩罚的话,那么仍然没有提高量子计算速度的措施。但在量子力学的学科下,这10个量子手指所代表的1024个苹果是可以并行进化的。或者以上面的走迷宫为例,这次走迷宫换成了鸣人鸣人。他不需要其他同伴。在走迷宫的时候,他只需要在每个岔路口都留下双重印象。这样可以同时探索所有的分支,只需要走一次就可以找到迷宫的出口。这就是量子叠加态的平行演化。

在经典计算系统中,对于信息处置的惩罚是惩罚装置,所以最直接的方法必然是提高惩罚装置的聚焦速度,即单位时间内可以处置的惩罚信息量。586处置惩罚者比486快。iPhone11手机的处置惩罚者主要频率是2.66GHz,可能是每秒30亿次信息处置惩罚,但实际上在2004年,Intel公司就已经把处置惩罚者设为3.8GHz了,15年过去了。之所以这个值不升反降,是因为如果处置惩罚芯片上的元器件密度过高,将无法解决能耗和散热问题,影响手机的使用体验。那么电子计算只能通过增加物理资源来增加信息处理的惩罚速度。如果一个处置惩罚者做不到,那么两个就不够了,那么就增加到四八个。所以电脑和手机的处置惩罚装置都是多聚焦的,很多信息处置惩罚模块集成在一个芯片上。近几年流行的GPU也有同样的想法。GPU以前是专门做图像处置惩罚的处置惩罚者,后来发现它们在比特币挖掘、深度学习等领域特别好用。我经常用英伟达的GeForce RTX2080ti显卡,内置4608流处理惩罚器,典型的速度和数量不足。

随着量子位数量的增加,信息容量将呈指数级增长,并行演化。似乎不仅建造了一条更大的方形道路,而且相应地拓宽了道路,这很容易赶上问题难度的指数增长。这就是量子叠加和并行进化给量子计算带来的巨大优势。

经典计算速度提高

事实上,量子的另一个特殊效应也会对信息处理的惩罚能力带来显著的提升,那就是量子纠缠。一般来说,两个量子位是相互独立的。两个量子位纠缠在一起,就相当于两个人发誓一起生与死。如果这两个礼拜者是量子位,可以分为四种状态:“生”“生”“死”“死”“死”。但两个自我结拜,也就是说建立了量子纠缠,于是他们的两个自我从原来的四个变成了两个。要么他们都活着,要么都死了。也就是说,无论两个人之间的距离有多远,一个人在事故中死亡,另一个人立即死亡。这是一种保证两个量子位同步的纠缠方式。不止两个,还有三个,四个,更多。保持计算机中的数据同步非常重要,但需要额外的计算资源。如果一台计算机中有10个数字,现在有必要将每个数字设置为1。经典计算机必须划分并找到存储这10个数字的位。第一个数字执行1,然后第二个数字执行1,然后找到第三个数字,以此类推。操作10次最终完成任务。量子计算机不需要那么差,只需要把10个数的量子比特做成纠缠态。这样,无论量子位分散在内存的哪个位置,只需要执行一个数字,其他九个数字就会自动更新,大大提高了效率。因此,量子纠缠也为提高信息处理的惩罚能力提供了巨大的潜力。

介绍

速度的资源界限

量子位

量子计算专栏1:什么是量子位

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说到量子计算的并行处理和惩罚的特性,有些计算机知识的人不禁要问,为什么电子计算机会有这样的特性。诚然,电脑可以在远程组装时“同时”运行腾讯组装词和扫雷游戏。但需要明确的是,电子计算机的平行处置处罚其实是一种假象。准确的说应该是宏并行微串行。计算机的“并行处分惩罚”是基于处分惩罚者的高速处分惩罚信息。在刘的小说《三体》中,三体世界的地形学派了两个智子在入侵地球之前摧毁了地球,以此来锁定人类的基础科学,因为智子运行的速度足够快,他们可以同时扰乱地球上所有粒子对撞机的运行状态,也可以同时监视地球上重要人物的行为。这其实是微高速实现宏并行的一个例子。量子计算,否则,其并行处置惩罚根源于量子垄断的特征叠加态和纠缠态。本文将对量子计算的并行处置惩罚进行详细的预览。

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