量子电脑是什么？

前阵子Google的量子运算研究发表引起了很大的瞩目，而在币圈也有声音说到，如果量子电脑发展起来可能会危及加密货币的安全性，那究竟什么是量子电脑呢？链问答我花了点时间研究，不过因为量子相关的资讯真的不好懂，所以我想用我自己的理解来说明，如果有错也希望大家见纠正。

IBM的量子电脑

说到量子Quantum，可能大多数人是从电影《蚁人》听到这个词的，量子物力是一种微观世界的学问，跟宏观世界的物理因为具有很差异而独立出来，如果高中是自然组的应该会在物理课有学到，什么普郎克常数、波粒二相性、双侠缝实验等等的，主要是说明在微观的尺度下，这些粒子（电子或光子之类的）会具有一些难以解释的现象，这也是重点，因此待会的内容如果看不懂，绝对是正常的！

好啦，回到量子电脑，首先我们先要知道电脑是以位元（Bit）进行二进位运算，每个位元不是0就是1，但是量子电脑是以量子位元（Qubit或Qbit）来做运算，而且Qubit是叠加状态，也就是量子电脑的位元同时存0和1的状态（我知道很奇怪，但是先接受它才能继续），也就因为这个叠加状态的位元，让量子电脑具有比一般电脑还强大的运算能力，那为什么他同时存在两种状态呢？这就要讲到量子的特性。

量子的自旋性质

具有量子特性的粒子可以作为量子位元，如原子核、光子或是电子，因为电子具有自旋（Spin）的特性，我们可以把它自旋方向来判断，能量最低是0最高是1，在这为止都与普通的位元没什么差异，但是量子位元特别的地方在于『叠加状态』（superposition），量子位元在『还没观察』的时候同时是0也是1（没错他同时是两个状态的存在），所以量子位元真正的不同在于量子的叠加状态与机率的方式存在，简单来说量子位元可以同时表示0与1，这也意味着，如果可以设计出读取量子位元的有效方式，1个Qbit就可以取代传统电脑（2bit）的计算能力。

也许这看起来没什么，不过当量子位元数增加，结果就大不同了，2Qbit可以包含4bit的资讯量，3Qbit可以进行8bit的运算，也就是说N位元数的量子电脑可以进行2的N次方的资讯量运算，这也是为什么科学家对于量子电脑的期待如此之大。因为量子的特性，量子电脑在运算等于是同时等于进行多种可能性的运算，因此可以想像成是平行宇宙的概念（平行宇宙概念本来就是从量子力学讨论出来的一种假设）。

平行宇宙的概念也是说明量子特性的假说之一

但是量子电脑并不是所有的运算都快，事实上它只针对某些特殊运算，如果是一般运算或是看影片还是妳我的电脑或手机比较快，换句话说量子电脑可能不会取代你我的电脑，当然目前量子电脑也还在开放中，未来如何我们很难用现在去推论。不用担心看完这篇还是不懂量子电脑与量子力学，科学家费曼也曾说过：『我可以很确定的告诉大家，没有人真正了解量子力学』，而且我高中的经验是，不要问，背起来计算就对啦！

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