量子的世界本身是平行的。如果用量子世界來做計算的話就能夠秒算,把所有的可能性一下子算出來,因為量子世界有它本真的平行性,這是量子計算最基本的概念。但是要真正造出這個量子計算機是非常困難的,比如最基本的單位,經典計算機最基本的單位是比特,就是信息要不是0就是1,用0、1就能夠表達所有的信息,這是經典計算機的概念。但在量子世界里面,一個粒子同時穿過左孔,又穿過右孔,處在某一種疊加的狀態。一個量子比特講不清是0還是1,它是處在0和1疊加的狀態里面。大家聽一個比喻,薛定諤貓就處在死和活的疊加狀態里面。這是一種非常奇妙的現象。但是由于這種基本的現象,說明一個量子的比特本身是不太穩定的,你去觀察一下周圍就知道它要不就是在左邊,要不就是在右邊,要不是0,要不就是1,任何一個噪聲就會對量子比特產生很大的干擾。
最近,量子計算機成為全球和美國著名公司特別關注的東西,谷歌、微軟、IBM、英特爾都在做投資,但根本上不能解決這個問題,因為一個量子比特是非常不穩定的,如果哪天告訴我們做了50量子比特,但關鍵的問題是有用的比特是多少,如果只有一個有用的比特,往往在這種量子計算的框架下需要10個、20個甚至40個、50個糾錯的比特來為它服務,使得量子計算很難真正實現。
但天使粒子的發現根本改變了量子計算機研發的困境,這是從量變到質變的過程。量子比特本身自帶糾錯的能力,就是我把通常一個量子比特能夠拆分成兩個天使粒子的。通常的粒子有兩面,天使粒子只有一面,所以天使粒子通常只相當于一個粒子的一半。所以通常一個量子比特就可以用兩個天使粒子來儲存它。一旦用了兩個粒子儲存它,它們在遙遠的地方,它們相互是有糾纏的。在經典世界里面的噪音,它們相互之間是沒有糾纏的,這樣的話就沒法用噪聲來破壞由天使粒子所儲存的量子,所以這是一個革命性的改變。
所以,我在不久前在美國物理學會演講,說天使粒子是激動人心的發現,用來做量子計算機是多少比特就多少比特,不用附加糾錯的比特,自帶糾錯功能,這會對量子計算機的研制起到突飛猛進的作用。
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