知道在经典计算机中是用晶体管的状态来表示1或0的,这个状态具体怎么实现?就是电平的高和低,然后通过一系列的逻辑门进行运算,逻辑门也就是晶体管,通过特殊的布置就能实现逻辑运算。”
“打个比方,如果两个高电平打过来,它代表两个1,然后通过一个与门,最后输出一个高电平,代表1,那整体的过程就是真(1)与真(1)=真(1)。”
“计算机为什么会产生热量呢?因为我原来两个比特的两个信息1,通过与门之后变成了1个比特的信息了,而丢掉了1个比特,所以产生了热量。”
“注意,产生热量和丢失信息有关,而且是直接原因,和这个过程中与是否可逆是没有必然联系的,什么意思?”
“就比如说刚刚的例子,那么现在有一道题,或有两个电平打过来了,但是不知道高低,通过一个与门之后,输出了一个1,那请问两个输入的信息是什么?”
“通过与门输出1,就只能是输入两个1啊,所以这个过程你能轻松推出答案,因此它是可逆的。”
“但为什么又说与门还是不可逆门呢?”
“改一下就行了,比如说两个输入打过来了,通过与门输出的结果是0,那输入是什么?它可能都是0,可能上面是1下面是0,也可能上面是0下面是1,所以就会发现,确定不了那就无法明确一对一映shè回输入了,这就情况就是不可逆。”
“但是‘非门’就不一样,你只要告诉我输出,不管是什么,我都知道输入是和输出相反的,所以与门是不可逆门,非门是可逆门。”
“那可逆门有什么特点?就是你输入多少我就输出多少,没有丢失信息,所以在计算机的过程中不会产生热量。”
“可能有同学就要质疑了,说非门怎么可能不产生热量?通电流怎么可能不产生热量呢?难不成我上的是假的物理课?”
场下一大波文科生在懵bi中顺带一起哄笑,不少人一脸不明觉厉,而一部分妹纸根本就不在乎听不听得懂,反正是过来看心中那个偶像的说。
“当然大家学的物理都没错,但是要注意,我这里说的是在计算的过程中不因丢失信息而产生热量,而丢失信息所产生的热量是cpu产生热量的最主要来源。所以我们发现只要一用电脑,产生大量信息传输时cpu就会越来越热,就是这个原因。”
非专业的学生,大部分文科生顿时一脸恍然,电脑大家可都在用,再熟悉不过的电产品了,知道电脑的cpu会发热已经是一种常识,但为什么会发热,原因在那里却很多人不知道,叶华这么一说现在知道了。
“那能不能把经典计算机中的不可逆门变成可逆门呢?还真有人在理论上给出了几种方案,你比如说一种是把逻辑门的输入和输出都改成三个,再比如一种逻辑运算叫异或运算,与之对应的就是异或门,二进制的加法就是通过它来完成的。”
“异或门和与门可以组成半加器,异或门的可逆版本就叫受控非门,在量子算法中很重要的一个量子逻辑门就是双量子比特的受控非门,但是要注意一点,这里是通过量子纠缠来实现了,而不是通过传统电路来实现。”
“那量子计算机都是量子了,而不是晶体管了,所以没有电路。”
“第四条:要有一种有效解决退相干问题的办法。”
“也就是量子编码原理。”
“最后一条:必须要能通过测量量子比特得到想要的信息答案。”
“这就隐藏了一个所谓效率问题了,著名的量子秀尔算法可以做到在测量上想要的结果相干相长,不想要的结果相干相消。但过程是需要通过反复测量才能得到,换句话说你测量的次数越多,结果就越准确,但理论上无法给出100%的正确答案,只能无限接近,所以有没有更好的办法通过计算之后的量子比特得出答案呢?”
“这是我们的团队正在主攻的研究方向,也是全世界业内的研究机构或团队都在试图揭开的一大谜底。”
“到目前为止,世界上还没有任何一台机器能够同时完美
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