量子计算器怎么存储数据

① 量子计算机的运算速度是多少

根据理论预计，求解一个亿亿亿变量的线性方程组，利用GHz时钟频率的量子计算机将只需要10秒钟的计算时间。拥有100个光子的量子计算设备每秒钟的运算能力可高达1万亿次。

量子计算机是通过量子分裂式、量子修补式来进行一系列的大规模高精确度的运算的。其浮点运算性能是普通家用电脑的CPU所无法比拟的。

量子计算机大规模运算的方式其实就类似于普通电脑的批处理程序，其运算方式简单来说就是通过大量的量子分裂，再进行高速的量子修补，但是其精确度和速度也是普通电脑望尘莫及的，因此造价相当惊人。

(1)量子计算器怎么存储数据扩展阅读：

量子计算机优点：

1、量子计算机拥有强大的量子信息处理能力，对于目前多变的信息，能够从中提取有效的信息进行加工处理使之成为新的有用的信息。

运用这种方式能准确预测天气状况，目前计算机预测的天气状况的准确率达75%，但是运用量子计算机进行预测，准确率能进一步上升，更加方便人们的出行。

2、量子计算机由于具有不可克隆的量子原理这些问题不会存在，在用户使用量子计算机时能够放心地上网，不用害怕个人信息泄露。

3、量子计算机拥有强大的计算能力，能够同时分析大量不同的数据，所以在金融方面能够准确分析金融走势，在避免金融危机方面起到很大的作用。

② 量子计算与量子计算机进展随议

我第一次对量子计算产生印象是在1995年，虽然之前知道量子计算和量子计算机的概念，但都不如那次印象深刻。那个时候我在中科院计算所CAD开放实验室担任副主任。在接待中科院一位领导的过程中，他在观看了我们的科研成果后说道，你们如果能够将精力投入到量子计算领域就好了，这个领域目前看很艰难，但从国家角度看急需开展研究。时至今日，我除了对这件事印象深刻之外，还对这位领导的眼光、视野深感佩服。

由于我从事的是CAD、图形学、可视化方面的研发工作，偏软件、偏应用，和量子计算差异很大，个人和实验室在量子计算方面也缺乏基础，再加上后来把主要精力投入到了流程工业软件上，此事当时也只能作罢。

时隔数年，再次关注量子计算，一是因为国内在量子计算、量子计算机和量子通信等方面取得了进展；另一个原因是2017年到美国时，发现参加图灵奖颁奖典礼的很多科学家都在做量子计算。另外有一次在过美国海关时，被海关人员问到了量子计算的一些事情，这个经历令我印象深刻。在此之后，作为计算领域的专业人士，我对量子计算就无法再持忽视态度了。

由于我对量子计算、量子计算机、量子通信尚属外行，为了理解这些概念，我主动查阅了一些文献资料，对于量子、量子计算、量子计算机、量子通信等概念和原理做了了解，这样相对于对量子计算感兴趣的非专业人士来讲，我比他们确实更了解一些，但在该领域的专业从业人士看来，我依然是一个外行。以我这个状态，今天也是“斗胆”就量子计算进展做一些议论，其目的是为了引起 社会 思考，有助于量子计算等 科技 的发展，同时也是为了让读者了解CCF的CNCC上即将举办的“后量子霸权阶段的量子计算”技术论坛。由于我相对外行，肯定有很多描述不当之处，还请读者批评指正，如果要听真正的专家讲解，还是可以到CNCC去听讲、提问或参与讨论，该技术论坛的相关信息请访问CNCC网站（cncc.ccf.org.cn）。

为了了解后面的内容，首先要弄清楚什么是量子。量子（quantum）是现代物理的重要概念，即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，该最小基本单位被称为量子。量子一词最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出，经爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森伯、薛定谔、狄拉克、玻恩等人不断完善，在20世纪的上半叶，建立了完整的量子力学理论体系。量子力学原理存在很多和经典物理原理不同的地方，如能量不连续、波粒二象性、不可测（薛定谔猫原理）、量子纠缠等，因篇幅所限，这些概念不在本文中叙述，读者可以通过查阅文献来了解。

要注意的是，量子体系有很多种，目前领域内普遍关注的量子计算实现方式有超冷原子、离子阱、光子、超导量子比特、半导体量子点、拓扑量子计算、N-V色心等，读者有时间也可以自行了解其具体含义。

量子通信利用了量子的基本特性（主要是量子纠缠）进行安全通信，主要分为量子密钥分发和量子态隐形传输两种方式。量子密钥分发可以建立安全的通信密码，实现一次一密的加密传输，有极高的安全性。量子密钥分发技术再辅以光开关等技术，还可以实现量子密钥分发网络，实现大规模应用。量子态隐形传输是基于量子纠缠态的分发与量子联合测量，实现信息传输，可以实现任意远距离的量子密钥分发。目前从报道看，中国的量子通信技术有很大进展，但由于很难看到具体的技术资料，源于报道只言片语的相关信息，很难推断出大众关心的产业化应用时间表。

量子计算范围比较广，泛指使用量子力学原理进行计算的所有技术，其中除了量子计算机之外，还有在传统计算机上的模拟量子计算，以及量子计算模拟芯片等。目前量子计算研究进展很快，但量子计算的真正突破取决于真正的量子计算机的进展，尤其是量子存储和计算器件（注意，这里没有使用芯片，因为量子器件和传统的芯片是完全不同的概念）。因为量子计算机可以实现存储容量的指数级增长，同时具有天然的并行计算能力，它可以极大提升存储能力和计算能力。

为了弄清楚量子计算、量子计算机的进展， 2020年3月，CCF YOCSEF举办了一个思辨式的技术论坛，论坛题目是“ 量子计算机离我们还有多远？”。这场论坛吸引了2000多名观众在线参与，是一次不错的科学普及和对量子计算机发展的思辨活动。在这个技术论坛上，我了解到，量子计算一 直受到各国政府、大型企业及科学家的重视，政府和大型企业已经投入了大量资金。且有报道称，预计未来5年量子计算机的性能每年都将提高10倍，这意味着到2025年量子计算机的速度将比现在提高10万倍。但同时对量子计算机的进展，业界也存在不同的声音，如2019年法国蒙彼利埃学院理论物理学家Michel Dyakonov就在IEEE Spectrum发表文章，认为在可预见的将来看不到有用的量子计算机；美国俄克拉荷马州立大学的知名教授Subhash Kak也持类似观点。该论坛的组织者梳理了国内外量子计算方面的研究，将研究内容分为三个类别进行分析：量子计算机、模拟量子计算机、传统计算机上实现的量子算法或量子软件，发现学界争议的核心点是在量子计算机方面，而对于后两个类别的研究内容，学者之间几乎没有争议。为此将该论坛焦点定位在“量子计算机”领域，希望能够拨开笼罩在量子计算机上的迷雾。论坛覆盖基本原理、基本进展、工程化、产业化等方面内容，形成的共识是广泛商用的通用量子计算机还需要等待10年以上，甚至可能要等30年。从后来的报道看，该论坛确实让参会者了解了量子计算机的相关概念和原理，并对量子计算机的研究进展有了一定的认知，我遇到的参会者也基本上都表示很有收获。

一次论坛不能让人了解全部，也无法解决所有问题，CCF之前已经安排了很多量子计算的研讨、思辨活动，后续还将安排不同深度、不同广度的活动。本文要推荐的是即将在CNCC2020上举办的一个技术论坛“后量子霸权阶段的量子计算”。本次论坛由中科院计算所孙晓明和张家琳副研究员主导策划，邀请了 范桁（ 中科院物理所研究员，固态量子信息与计算实验室主任，报告题目为超导量子计算与量子模拟）、 孙麓岩（ 清华大学交叉信息研究院，报告题目为量子纠错）、 尹璋琦（ 北京理工大学物理学院量子技术研究中心教授，报告题目为云端量子计算）、 张家琳（ 中科院计算所副研究员，报告题目为量子电路深度优化）等，内容很具体，适合计算领域专业人士参与。这些专家在量子计算领域比我专业得多，如果能和他们当面交流，相信会有更大收获。论坛具体安排在10月24日下午13:30~15:30，如果有兴趣观看他们的报告，并和这些专家交流，可通过CNCC网站(cncc.ccf.org.cn)报名参与。

③ 计算机为什么要存储数据。

由于调查、编码和录入误差，数据中可能存在一些无效值和缺失值，需要给予适当的处理。常用的处理方法有：估算，整例删除，变量删除和成对删除。

计算机俗称电脑，是一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。

可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机、神经网络计算机。蛋白质计算机等。

当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次，微机也可达每秒几亿次以上，使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如：卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气预报的计算等，过去人工计算需要几年、几十年，而现在用计算机只需几天甚至几分钟就可完成。

科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展，需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标，是与计算机的精确计算分不开的。一般计算机可以有十几位甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几，是任何计算工具所望尘莫及的。

随着计算机存储容量的不断增大，可存储记忆的信息越来越多。计算机不仅能进行计算，而且能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来，以供用户随时调用；还可以对各种信息（如视频、语言、文字、图形、图像、音乐等）通过编码技术进行算术运算和逻辑运算，甚至进行推理和证明。

计算机内部操作是根据人们事先编好的程序自动控制进行的。用户根据解题需要，事先设计好运行步骤与程序，计算机十分严格地按程序规定的步骤操作，整个过程不需人工干预，自动执行，已达到用户的预期结果。

超级计算机（supercomputers）通常是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。

超级计算机拥有最强的并行计算能力，主要用于科学计算。在气象、军事、能源、航天、探矿等领域承担大规模、高速度的计算任务。

在结构上，虽然超级计算机和服务器都可能是多处理器系统，二者并无实质区别，但是现代超级计算机较多采用集群系统，更注重浮点运算的性能，可看着是一种专注于科学计算的高性能服务器，而且价格非常昂贵。

一般的超级计算器耗电量相当大，一秒钟电费就要上千，超级计算器的CPU至少50核也就是说是家用电脑的10倍左右，处理速度也是相当的快，但是这种CPU是无法购买的，而且价格要上千万。

④ 什么叫做量子计算器

量子计算机技术涉及利用量子粒子作为一个替代位今天的电脑。 该理论的量子计算机始于20年前与保罗贝尼奥夫，物理学家在阿贡国家实验室，谁使用的概念图灵机作为一种模式的量子计算机。 一个图灵机组成的一盘磁带无限期长度可分为大小均匀广场。 装置能阅读的空白和符号，在磁带是用来指示一台机器，使某一特定程序可以完成。

基本理论量子计算机
量子计算机利用量子粒子的“磁带”的图灵实验。 由于存在一个符号或一个空白的图灵机的磁带，象征二进制数字，所以可以状况的量子粒子被用来举行这些价值观。 使用多量子粒子也意味着，量子计算机将大大快于图灵机，因为它可以执行数计算同时进行。

此外，与今天的电脑使用的基本位其中只有两个国家（ 1或0 ） ，量子计算机存储信息的量子位能容纳两个以上的价值。 这种能力的量子位存在于两个以上国家意味着量子计算机有能力的表演超过了100万计算同时在同一时间和潜力，有很多更快和功能更强大很多比今天的超级计算机。

量子计算机还可以利用另外一个重要特点量子粒子被称为纠缠。 财产的纠缠可以转让，并确定价值或自旋的量子粒子通过引入外部力量。

发展量子计算机
虽然量子粒子可用于制造计算机，量子计算机仍然远远没有成为现实，大部分的研究是理论。 迄今为止，科学家一直无法操纵超过7量子位在解决数学公式。 有这方面的事态发展，然而，最引人注目的有：

试验于2000年8月的研究人员在IBM
阿尔马登研究中心能够使细胞核的五个氟原子相互作用的量子位利用磁共振成像和无线电频率脉冲。 这个实验证明是成功的解决了复杂的数学问题，以便找到所谓（确定时期的一个函数）的一个步骤。 今天的计算机能够解决同样的问题只有通过反复循环。

同一年试验，洛斯阿拉莫斯国家实验室
研究人员已经能够建立一个7量子位量子计算机，采用核磁共振影响粒子在原子核中的分子跨巴豆流体（液体由四个碳原子和6个氢原子） 。 核磁共振用线的粒子虽然应用电磁脉冲模仿位信息编码过程的数字化电脑。