“遇事不决，量子力学”，大概是很多人对于量子科技的第一印象。有些人认为这是骗人的玄学，有些人认为这是无所不能的未来科技。量子力学是什么？量子纠缠是什么？量子计算机又是什么？下面就让我们一起来了解一下！
量子力学
简单来说， 量子就是能表示物质特性的物质最小单元的统称。中学课本学到的分子、原子和电子其实都是量子的不同形式。
比如，水分子就是水的量子。量子力学研究的就是这些最小单位的运动规律。
量子科技就是研究如何把微观物质的运动规律运用到宏观生活的科学技术。
量子纠缠
量子力学允许两个量子态以某种形式产生“纠缠”，所谓“纠缠”。是指 两个量子态虽然分开，但是仍存在着一些联系。对于处于纠缠态的两个粒子A与B，我们将它们分开，这时，如果我们对A进行测量，根据之前所说的，A将坍缩。但紧接着，B似乎感受到了A的行为，同时发生坍缩。
我们有理由相信，两个粒子通过某种方式，进行了某些信息上的交流。纠缠概念最先由爱因斯坦、波多尔斯基、罗森三人提出的（纠缠态也叫做EPR态，取三位的首字母）。
量子计算机
传统计算机处理数据都是靠芯片中晶体管的“开关”来实现，“开”代表1，“关”代表0。这就是我们说的比特，一个晶体管代表一个比特位。同一时间，一个比特位只能表示1或0。也就是说，假如电脑芯片中只有2个晶体管，它们就只能表示00、01、10、11其中一种。
如果把晶体管换成量子，也就是量子比特，情况就不一样了。根据量子的叠加态的特性，一个量子比特既可以是1，也可以是0。所以两个量子比特可以同时表示00、01、10、11。 信息量一下翻了4倍。
传统计算机中用于计算的比特相当于表演团队的成员，在表演时每个成员都有明确的角色，而 量子比特可以同时把唱、跳、Rap、篮球全都搞定。
量子计算机还有一项传统计算机没有的技能，并行运算。拿破解密码来说，破解一个4位数的数字密码，传统的操作方式是线性运算。通俗讲就是，一个个试，从0000试到9999。运气不好密码刚好是9999，就得试一万次。而使用并行运算就可以同时试多个密码。 量子比特越多，并行处理的运算越多。
有了并行计算，密码分析、气象预报、石油勘探、药物设计等需要大规模计算的领域都会有飞跃式发展。
发展量子计算机，一方面是因为它颠覆的计算能力，另一方面量子计算机其实是突破芯片物理极限的一种方式。按照目前集成电路的发展，在可预见的未来，芯片的性能就会遇到物理极限，当硅基芯片突破1nm之后，量子隧穿效应将使芯片失效。
内容来源：学习强国、科普中国
图片来源：包图网素材图库返回搜狐，查看更多
