量子计算机可以有更高的 ‘限速’ 比想象

NIST 的研究表明，量子计算机的运算速度可能不会受到计算机的运作基础物理系统的能量。

如何快速将一台量子计算机能够计算？虽然这些长期追求的技术奇迹的全功能版本尚未建立，一个理论家在美国国家标准和技术协会 (NIST) 表明，是否他们能意识到，可能会出现少限制他们的速度比以前提出。

调查结果 — — 形容为”思想实验”由 NIST 的斯蒂芬 · 乔丹 — — 是关于一个不同的方面的量子计算速度比另一组的 NIST 的研究人员探索大约两年前。虽然以前的研究结果关切如何快速信息可以在一台计算机处理器中的两个交换机之间旅行，约旦的新论述这些开关可以多快的速度到另一个翻转从一种状态。

翻转的速度相当于传统处理器的”时钟速度”。为了使计算，处理器发出数学指令称为更改的交换机配置的逻辑操作。现今的 Cpu 有时钟速度测量在千兆赫，这意味着他们有能力执行每秒几个亿的基本的逻辑操作。

因为他们利用量子力学的力量，使他们的计算，量子计算机，一定会有很大的不同体系结构比今天的机器。他们的开关，被称为量子比特或”量子比特，”将能够代表不仅仅是 1 或 0，常规处理器一样;他们将能够表示多个值的同时，赋予他们权力传统计算机所不具备。

约旦的纸纠纷长期结论关于量子态对时钟速度的暗示。根据量子力学理论，在量子态可以更改率 — — 因此，量子比特可以翻转率 — — 是有限由多少能量它有。虽然约旦认为这些研究结果为有效，随后多年来的几个文件有辩称，他们也意味着限制如何快速量子计算机可以在一般情况下计算。

“第一眼看这似乎很有道理，”乔丹说。”如果你执行更多的逻辑操作，这就意味着你的交换机将需要经过更多的变化。在常规和量子计算设计，每次逻辑操作发生”— — 其开关翻转的制作 — —”计算机跳到一个新的国家”。

约旦表明使用量子系统的数学，是有可能工程师并没有这种限制的量子计算机。事实上，正确的设计，他说，计算机”可以执行任意大的数的逻辑运算时只跳过数量恒定的不同状态。”

直觉，在量子计算机中，每进行逻辑操作的数量第二可能大大超过在其中可以翻转任何量子比特的速率。这将允许拥抱这种设计可以打破以前建议的限速的量子计算机。

这更快的时钟速度可能授予什么优势？设想的量子计算机的主要应用之一是其他物理系统的仿真。时钟速度理论速度限制被认为上限放这个任务的难度。任何物理系统，争论了，可以被认为是一种计算机 — — 一个由这个系统的能量有限的时钟速度。模拟量子计算机上的系统所需的时钟周期的数量应得到媲美的原系统进行的时钟周期数。

然而，这些新发现的漏洞对计算速度限制是一把”双刃剑”。如果能量不限量子计算机的速度，然后量子计算机可以模拟比以前所认为的更为复杂的物理系统。但能源并不会限制的计算复杂度的自然发生系统要么是，，这可以使他们难以在量子计算机上模拟。

乔丹说他的研究结果并不意味着有没有限制如何快速，量子计算机可以想象可以计算，但这些限制来自其他方面的物理比仅仅提供能源。

“例如，如果你考虑考虑几何约束，像如何密你可以包的信息，和有限的速度有多快，你可以传送信息 （即，光速），那么你可以更有力的论据，”他说。”，会告诉你那里真正限制对计算速度的谎言。