“第二條:必須要有一種方法能夠在計算之前將所有的量子比特設置為0。”
“也就是初始化,這事情說起來簡單,做起來非常不容易。現在的技術基本上都是對每個量子比特單獨操作,因為少嘛,但問題是多了之后呢?你怎么去一鍵初始化?目前還沒有辦法,問題找到了,那解決問題就是我們科研部門攻克的主題。”
“第三條:要有一套通用的量子邏輯門。”
“什么意思?我們知道在經典計算機中是用晶體管的狀態來表示1或0的,這個狀態具體怎么實現?就是電平的高和低,然后通過一系列的邏輯門進行運算,邏輯門也就是晶體管,通過特殊的布置就能實現邏輯運算。”
“打個比方,如果兩個高電平打過來,它代表兩個1,然后通過一個與門,最后輸出一個高電平,代表1,那整體的過程就是真(1)與真(1)=真(1)。”
“計算機為什么會產生熱量呢?因為我原來兩個比特的兩個信息1,通過與門之后變成了1個比特的信息了,而丟掉了1個比特,所以產生了熱量。”
“注意,產生熱量和丟失信息有關,而且是直接原因,和這個過程中與是否可逆是沒有必然聯系的,什么意思?”
“就比如說剛剛的例子,那么現在有一道題,或有兩個電平打過來了,但是不知道高低,通過一個與門之后,輸出了一個1,那請問兩個輸入的信息是什么?”
“通過與門輸出1,就只能是輸入兩個1啊,所以這個過程你能輕松推出答案,因此它是可逆的。”
“但為什么又說與門還是不可逆門呢?”
“改一下就行了,比如說兩個輸入打過來了,通過與門輸出的結果是0,那輸入是什么?它可能都是0,可能上面是1下面是0,也可能上面是0下面是1,所以就會發現,確定不了那就無法明確一對一映射回輸入了,這就情況就是不可逆。”
“但是‘非門’就不一樣,你只要告訴我輸出,不管是什么,我都知道輸入是和輸出相反的,所以與門是不可逆門,非門是可逆門。”
“那可逆門有什么特點?就是你輸入多少我就輸出多少,沒有丟失信息,所以在計算機的過程中不會產生熱量。”
“可能有同學就要質疑了,說非門怎么可能不產生熱量?通電流怎么可能不產生熱量呢?難不成我上的是假的物理課?”
場下一大波文科生在懵逼中順帶一起哄笑,不少人一臉不明覺厲,而一部分妹紙根本就不在乎聽不聽得懂,反正是過來看心中那個偶像的說。
“當然大家學的物理都沒錯,但是要注意,我這里說的是在計算的過程中不因丟失信息而產生熱量,而丟失信息所產生的熱量是cu產生熱量的最主要來源。所以我們發現只要一用電腦,產生大量信息傳輸時cu就會越來越熱,就是這個原因。”
非專業的學生,大部分文科生頓時一臉恍然,電腦大家可都在用,再熟悉不過的電產品了,知道電腦的cu會發熱已經是一種常識,但為什么會發熱,原因在那里卻很多人不知道,葉華這么一說現在知道了。
“那能不能把經典計算機中的不可逆門變成可逆門呢?還真有人在理論上給出了幾種方案,你比如說一種是把邏輯門的輸入和輸出都改成三個,再比如一種邏輯運算叫異或運算,與之對應的就是異或門,二進制的加法就是通過它來完成的。”