量子計算到底有多強?

我們已經瞭解到量子計算機具有極大的計算速度優勢,而充分利用這種優勢就需要量子演算法,接下來我們透過一個例子瞭解一下量子演算法相比經典演算法有哪些不同。

量子計算到底有多強?

現在有這麼一個選擇題,經典計算機的求解方法是從a開始逐個開始的只需要重複計算兩次才能得出答案。在量子演算法中我們可以將兩個選項ab的疊加態同時輸入計算,計算一次即可求出答案。這就是量子計算與經典計算的關鍵區別之一。

量子計算到底有多強?

量子演算法可以利用量子的疊加態原裡輸入0和1的疊加態進行平行計算,以上方法就是1985年提出的Deutsch算髮展核心思想,他是第1個證明量子演算法比經典演算法快的例子之一。其利用了量子並行的原理進行加速,使得原本需要兩次查詢的任務,在量子計算機中只需要一次查詢即可完成。

量子計算到底有多強?

量子計算在資料安全領域有極高的研究價值,例如RSA加密演算法可以廣泛應用於現在的計算機通訊中,其核心設計是透過提高破解的計算成本來增強安全性,要破解一個現在常用的RSA密碼系統用當前最快的計算機,也需要花費60萬年的時間。

量子計算到底有多強?

1994年Peter Shor提出了Shor演算法。用這個方法量子計算機只需要三個小時即可破解最新的RSA密碼系統。不過魔高一尺,道高一丈,為了應對量子計算機對通訊安全的威脅,科學家們提出了同樣基於量子力學性質實現的安全通訊方式-量子金鑰分發即QKD。這種加密方式的安全性來源於量子力學定律,而非計算複雜性,無論使用多麼強大的計算機都無法破解QKD系統。所以有了QKD即時可以破解RSA的量子計算機問世,大家也不必擔心自己的銀行卡密碼了。

量子計算到底有多強?

時至今日QKD經過了幾十年的發展,科學家們提出了許多不同的QKD協議,通訊距離和安全性有了巨大的飛躍,正朝著商業化實用化的目標不斷前行,雖然量子計算如今還處於起步階段,但全球各主要國家和企業早已紛紛加碼佈局量子計算。

量子計算到底有多強?

百度世界大會百度量子計算研究所全新發布雲元生量子計算平臺-量易伏,並全面升級量子脈衝雲計算服務系統-量麥和量子機器學習開發工具及量漿,透過構建以百度量子平臺為核心的量子生態,開啟量子時代的大門,追逐人人皆可量子的願景。