量子计算机与笔记本电脑有啥区别？

和所有的传统计算机一样，我们的笔记本电脑通过硅芯片操纵电流;随着微弱电流的产生和消
失，表示逻辑信号的“与”和“非”(或二进制数字1和0。所以，传统计算机硬件的基础都是二进制数字(比特）的逻辑运算。

然而，量子计算机能够独立操纵每一个量子元件，比如电子或者光子，也就是量子比特。正是这些粒子奇特的量子特性赋予了量子计算机巨大的威力。在传统计算机中，一个比特只能处于0或1一种状态。而在量子计算机中，一个量子比特可以同时处于0和1这两个状态，这就是所谓的“量子叠加态”。

只有和外界的因素产生交互时，量子比特的状态才会确定下来。所以，量子比特很“脆弱”，附近的任何扰动都可能导致叠加态“塌缩”，变为一种固定状态。目前，为了维持脆弱的量子叠加态，防止“塌缩”，科学家把量子计算机保存在温度极低的真空室内。

量子比特还有一种奇特的特性，“量子纠缠”，即一个粒子和另一个粒子相互“纠缠””。这也是量子问题比较复杂的原因。当两个粒子相互纠缠时，其中一个粒子的状态发生改变，另一个粒子也会立即改变，即使它们之间的距离很远——比如，当一个粒子的状态变成0时，另一个粒子的状态就会变成 1。

这意味着，一旦相互纠缠，量子比特就能够同时表示大量的数字。比如，谷歌公司研发出的量子计算机 Sycamore,它拥有53个量子比特，可以同时进行10,000,000,000,000,000次运算。Sycamore 在200秒内完成的计算，普通计算机需要花 10,000 年才能完成。

理论上，一台量子计算机能够进行传统计算机做不到的专业计算（被称为 “量子优越性”）。但目前，量子计算机的运行条件太过苛刻，所以，在短期内，它还很难应用在我们的日常工作中。

文章摘选自《科学焦点》