什么是量子计算机( 五 ) _量子

图灵于20世纪30年代开发的图灵机是一种理论设备，由无限长度的磁带组成，分为小方块，每个方块可以包含符号（1或0）或留空。读写设备读取这些符号和空白，从而为机器提供执行某个程序的指令。
这听起来很熟悉吧？
那么，在量子图灵机中，区别在于磁带存在于量子状态，读写头也是如此。这意味着磁带上的符号可以是0或1或0和1的叠加态；换句话说，符号同时是0和1（以及其间的所有点）。普通的图灵机一次只能执行一次计算，但量子图灵机可以同时执行多次计算（2的n次方）。
今天的计算机，通过操纵存在于两种状态之一的位来工作：0或1 。量子计算机不限于两种状态；它们将信息编码为量子比特，它们可以叠加存在。量子点代表原子、离子、光子或电子以及它们各自的控制设备，它们一起工作以充当计算机的存储器和处理器。因为量子计算机可以同时包含这些多个态，所以它有可能比当今最强大的超级计算机强大数万倍。（例如，一个500量子位的计算机，它每一步就可以实现多达2的500次方的运算）
举个简单的例子，拿我国的天河二号超级计算机来比较，一个需要天河二号运算100年的计算，换为量子计算机的话，理论上只需要002秒的时间。
量子比特的叠加使量子计算机具有固有的并行性。根据物理学家David Deutsch的说法，这种并行性允许量子计算机同时处理一百万次计算。一个50量子比特位计算机将等同与传统超级计算机的处理能力，该计算机可以以每秒数万亿次浮点运算运行。今天通用的家庭台式计算机以每秒数十亿次浮点运算的速度运行。
在量子计算机的研发过程中，有两大难题需要突破，一是算法的确定，二是要选择合适的材料和制造条件，来制造出量子计算机。
首先在算法方面，由于量子计算机完全不同于现有的计算机系统，因此，它的整个算法都要重新研究确定，其中由贝尔实验的美国科学家彼得秀尔所提出的秀尔算法被广泛采用。
由于量子计算机系统环境的要求极为苛刻，环境的热辐射、电磁辐射和材料缺陷都会引起计算错误，因此，人们一直在寻求最适合的材料。1 超导材料铌，这个材料需要主机被液态氦冷冻到0005K ，即零下273145摄氏度（比较成熟）， 2 稀土金属，例如镨（探究中）。
计算机科学家通过使用控制设备控制在量子计算机中充当量子位的微观粒子。
离子阱使用光学或磁?。ɑ蛄秸叩淖楹希├床痘窭胱?。
光阱使用光波来捕获和控制粒子。
量子点由半导体材料制成，用于包含和操纵电子。