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第 11 节 量子计算神借你电脑用一下呗（第1页）

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我们的量子列车经过了漫长的旅途，终于要来到本趟专列到达的最有趣也是海拔最高（技术海拔）的车站了。

我们车站的高度和内容的理解难度一向都成正比的，所以，这章我们也将挑战本专栏理解难度最高的一站，也就是量子技术里最前沿、最复杂、最晦涩难懂的知名技术：量子计算。

我们将尝试对量子物理中最高深的量子计算原理发起挑战，看看普通人是否真的能理解和领悟量子计算的原理。

量子计算现在可是一个商业的热门风口，无数的知名科技企业都在大力投入量子计算的研发，很多大企业也都推出了自己的量子计算的原型计算机。

为什么量子计算现在这么火热，到底这种计算机厉害之处在哪里呢？

在各种新闻媒体的报道中，量子计算似乎无所不能，有文章说它比传统的超级计算机要快亿亿亿倍（这亿字都快不值钱了）。

量子计算的相关报道

有的新闻里说，真正的人工智能最终得依靠量子计算机来实现。

还有什么量子计算一旦突破就能实现「量子霸权」，似乎量子计算强大到无所不能的地步。

可是，量子计算机真的有新闻标题里这么厉害吗？

要弄清楚这些问题，最好的办法自然是我们自己弄明白量子计算到底是怎么回事，让我们自己具有判断这些新闻背后的信息可信度的能力。

那量子计算到底是什么原理呢？

普通的计算机很好理解，实在不行拿算盘也能大致明白机器是怎么做加减乘除的。

可是到了量子计算机这里，什么纠缠态、叠加态、量子比特、量子电路，各种名词一出来，大多数非专业读者肯定都是一脸懵X，完全不理解到底用量子怎么做计算的。

那么，我们普通人怎么才能搞清楚量子计算机是怎么运作的，它到底比传统计算机厉害在哪里呢？

为什么说量子计算能解决传统计算机无法解决的问题，能瞬间完成传统计算机千百万年都无法完成的运算呢？

对量子计算原理的解释有没有能让小白也能理解的版本，或者也能用我们熟悉的虚拟世界的视角去理解它呢？

那就让我们来试试看吧。

我们要从哪里开始理解呢？

还是要从那个最简单的实验：「双缝干涉」讲起。

这个实验虽然简单，但是其中蕴含的知识真的是相当丰富，所以让我们再解读看看还能发现什么。

在双缝干涉实验中，我们已经用虚拟世界的视角做过了通俗解读，我们再简单回顾一下：

当一个单光子从光源被发射出来后，就变成了系统中虚无的概率波函数。

然后系统开始根据概率波的扩散速度（光速）监控概率波传播路径上一切即将发生的观测事件。

当观测事件即将发生之时，系统就会瞬间结算概率波经过的空间和路径上的所有传播情况，在观测位置汇总波函数然后进行坍缩，最后得到一个光子的具体测量结果，如果是光屏则得到了一个屏上的光点。

当然我们也可以测量光子的其他属性，比如偏振角、速度或者能量等等。

总之，你想知道什么就测量什么好了，系统会从波函数中立即计算并呈现给你。

等等，大家发现什么没有？

我在这段描述里面使用了计算这个词：「系统会从波函数中立即计算并呈现给你」。

我们这章正好要讲量子计算，这里就出现了计算，大家觉得是不是有点关联呢？

可能大家要想，这也能算计算吗？这不就是波函数的自然坍缩么？这里面看不出和我们所理解的计算有什么关联啊。

当然有关联。

大家试想一下，如果我们把光线传播的距离拉长到比较遥远的尺度上，那么当波函数穿越了漫长的空间距离，途中经历了各种干涉、衍射、散射等等复杂的光学变化，如果尺度达到天文级别，波函数跨越的距离可能更加惊人，经历的改变也更多，光子可能要飞跃几百上千万光年，经历引力透镜、多普勒效应等等各种影响，最后才能到达我们观测它的位置。

在延迟选择实验那章我们就知道，波函数在被观测的最后一刻，它瞬间就会坍缩变成光子，而这个光子里所蕴含的特性里自然包括了这漫长传播路径上的各种各样事件的概率叠加结果。

这个坍缩的过程其实已经包含了两个进行计算的最重要的特征：

一个是存储，波函数能叠加路径上的各种可能概率事件，这本身就存储了大量信息；

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