【一分鐘看完】量子電腦:定義,核心特性與挑戰

量子電腦是一種新型的計算機,它的運作原理基於量子力學的規則,這是一種描述微觀世界(例如原子和電子)行為的物理理論。與傳統的數位電腦不同,量子電腦使用量子位元(qubits)來儲存和處理資訊。

傳統的數位電腦使用二進制數位來儲存資訊,每個位元只能是0或1。然而,量子位元可以同時處於0和1的狀態,這稱為「疊加」狀態。此外,量子位元還具有「糾纏」特性,這意味著一對或多對量子位元可以相互連接,改變一個量子位元的狀態會立即影響到與其糾纏的其他量子位元,無論它們之間的距離有多遠。

這些量子特性使得量子電腦在處理某些問題時具有超越傳統電腦的能力。例如,量子電腦可以在短時間內完成一些需要傳統電腦數百年甚至數千年才能完成的計算任務。這使得量子電腦在密碼學、物質科學、機器學習和優化問題等領域具有巨大的潛力。

然而,量子電腦也面臨著許多挑戰。例如,量子位元的疊加狀態非常脆弱,很容易受到環境的干擾而崩潰。此外,製造和操作量子位元也需要極低的溫度和高度精確的控制。因此,雖然量子電腦具有巨大的潛力,但要實現它的全面商業應用還需要克服許多技術挑戰。

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