㈠ 量子計算機用來存儲信息的載體是什麼
是量子儲存器。量子儲存器為一種儲存信息效率很高的儲存器，它能夠在非常短時間里對任何計算信息進行賦值，是量子計算機不可缺少的組成部分，也是量子計算機最重要的部分之一。
量子計算機以量子態為記憶單元和信息儲存形式，以量子動力學演化為信息傳遞與加工基礎的量子通訊與量子計算，在量子計算機中其硬體的各種元件的尺寸達到原子或分子的量級。量子計算機是一個物理系統，它能存儲和處理用量子比特表示的信息。
量子計算機的優勢
1、量子計算機擁有強大的量子信息處理能力，能夠從中提取有效的信息進行加工處理使之成為新的有用的信息。量子信息的處理先需要對量子計算機進行儲存處理，之後再對所給的信息進行量子分析。
2、量子計算機擁有強大的計算能力，能夠同時分析大量不同的數據，所以在金融方面能夠准確分析金融走勢，在避免金融危機方面起到很大的作用；在生物化學的研究方面也能夠發揮很大的作用，可以模擬新的葯物的成分，更加精確地研製葯物和化學用品。
以上內容參考：網路-量子計算機
㈡ 潘建偉團隊實現了獨立量子存儲器間的遠距離糾纏，量子儲蓄技術難度有多大
中國科學技術大學潘建偉及其同事包小輝、張強等，將長壽命冷原子量子存儲技術與量子頻率轉換技術相結合，採用現場光纖在相距直線距離12.5公里的獨立量子存儲節點間建立糾纏。潘建偉團隊實現了獨立量子存儲器間的遠距離糾纏，量子儲蓄技術難度有多大？
㈢ 量子計算到底是什麼呢
量子計算：突破傳統計算瓶頸、擁有指數級計算能力。
突破傳統計算瓶頸
計算機發展的瓶頸主要有兩個。首先，隨著晶體管體積不斷縮小，計算機可容納的元器件數量越來越多，產生的熱量也隨之增多。其次，隨著元器件體積變小，電子會穿過元器件，發生量子隧穿效應，這導致了經典計算機的比特開始變得不穩定。
量子計算機的出現，巧妙地解決了計算機發展的瓶頸問題。丁洪說，從原理來看，量子計算機是可逆計算機，不會丟失信息。經典計算機則是不可逆計算機，不可逆計算過程中每個比特的操作都會有熱損耗。
擁有指數級計算能力
中國科學院郭光燦院士曾這樣解釋量子計算機的計算能力。他說，量子比特可以制備兩個邏輯態0和1的相干疊加態，換句話講，它可以同時存儲0和1。考慮一個N個物理比特的存儲器，若它是經典存儲器，則它只能存儲2N個可能數據當中的某一個；若它是量子存儲器，則它可同時存儲2N個數據。而且隨著N的增加，其存儲信息的能力將呈指數級上升。
量子計算不僅可應用於人工智慧領域，提升機器學習效率，還能應對復雜情況，如實現天氣的精準預測。生活中的諸多不便如交通擁堵，也能依靠其演算法解決。
「（量子計算）發展非常迅速。」丁洪說，以前普遍認為量子計算機是三、五十年之後才能出現的。按照現在的發展速度，可能三五年後就會出現。</p><p>目前谷歌、微軟、英特爾、IBM、阿里巴巴等國際巨頭都積極參與到量子計算機的研究中。2017年12月13日，IBM宣布將與三星、摩根大通和巴克萊銀行等12家主要公司合作，共同開發商用量子計算。
㈣ 什麼是量子計算機
量子計算機（quantum computer）是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子演算法時，它就是量子計算機。
量子計算機，簡單地說，它是一種可以實現量子計算的機器，是一種通過量子力學規律以實現數學和邏輯運算，處理和儲存信息能力的系統。它以量子態為記憶單元和信息儲存形式，以量子動力學演化為信息傳遞與加工基礎的量子通訊與量子計算，在量子計算機中其硬體的各種元件的尺寸達到原子或分子的量級。
㈤ 量子計算機什麼時候問世
沒有具體時間，量子計算機還處於研究階段。
量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子演算法時，它就是量子計算機。
量子計算機的特點主要有運行速度較快、處置信息能力較強、應用范圍較廣等。與一般計算機比較起來，信息處理量愈多，對於量子計算機實施運算也就愈加有利，也就更能確保運算具備精準性。
概述：
量子計算機，簡單地說，就是一種能夠實現量子計算的機器。它是一個通過量子力學定律實現數學和邏輯運算、處理和存儲信息的系統。它以量子態為存儲單元和信息存儲形式，以量子動態演化為基礎的信息傳輸和處理為基礎的量子通信和量子計算。
在量子計算機中，其硬體的各種組件的大小達到了原子或分子的大小。量子計算機是一種物理系統，用於存儲和處理以量子比特表示的信息。
在以矽片為基本單位的集成電路中，傳統計算機通過開關電路來區分0和1，量子計算機也有自己的基本單位——量子位。一個量子位，也稱為量子位，通過一個量子雙態量子力學系統表示0或1。
例如，一個光子的兩個正交極化方向，一個電子在磁場中的自旋方向，或者一個核自旋的兩個方向，一個原子中一個量子的兩個不同能級，或者任何量子系統的空間模式。量子計算的原理是量子力學系統中量子態的演化。
㈥ 量子計算機的原理是什麼
大約到2030年，每個人桌上的電腦主機不會再使用晶元與半導體，而是充滿液體。而這正是新一代量子電腦的奇特造型。
也許你已經知道，量子電腦應用的不再是現實世界裡的物理定律，而是玄妙的量子原理。它的運算速度可能比目前個人電腦的奔騰Ⅲ晶元快10億倍，可以在二瞬間搜尋整個國際網路，也可以輕易破解任何安全密碼。而且，最重要的一點是，這一切絕非科幻小說。與傳統電腦不同的是，量子電腦將以原子而非晶元進行運算。第一台量子電腦可能會是個粗糙、昂貴、只能用一次的科學實驗品，但2001年以來的各種實驗結果顯示，這項科學理論的確管用。
美國麻省理工學院與英國牛津大學是量子電腦研究的先驅，IBM與惠普電腦公司也不落人後。對量子電腦的驚人性能感到擔憂的美國政府，更是在洛斯阿拉莫斯國家實驗室，不計成本地設立了量子電腦研究基地。
要讓原子乖乖地為人類服務這個難題，無論是在理論上，坯是在實踐上，都對科學家發出了嚴峻挑戰。因為量子世界是個超乎常理的環境，我們可能永遠也猜不出它的「謎底」。量子電腦也有很多匪夷所思的地方，它能夠設想無限多個宇宙並列的場面，並由此「算出」可能出現的各種情況。而這意味著，不同的人在不同的時間，通過量子電腦計算得到的，很可能是不同的答案。
量子電腦專家班奈特說，量子電腦的基礎，恰恰就是這些怪異的觀念。因此，單是創造一個類似量子世界的環境，讓原子照常進行計算並提供答案，就足以讓科學家傷透腦筋。也許還要好幾十年，量子電腦才會出現在我們的書桌上。
其實科學家早已注意到，原子是個天然的計算機。它會旋轉，而且很有規律，方向不是朝上就是朝下，這正好與數字科技的「0」與「1」吻合。但原子有一個怪異的特性：一個原子，可以在同一時間向上並向下旋轉，直到你用電子顯微鏡或其他工具測量它，才會迫使它選擇一個固定方向。這既是原子的特異功能，也是量子電腦強大力量的來源。
既然原子可以同時向上並向下旋轉，它就不能被視為單一的「位元」。科學家稱之為「准位元」，就是出於這個原因。這意味著，如果把一群原子聚在一起，它們不會像今天的電腦那樣，按照程序進行線性運算，而是同時進行所有可能的運算。這種運算方式的直接好處是計算機的運算速度成指數地加快了。
只要40個原子一起計算，其性能就相當於今天的一部超級電腦。舉例來說，如果有一個包含全球電話號碼的資料庫，要從中尋找一個我們需要的特定號碼，現在速度最快的超級電腦，大約要花一個月的時間才能完成任務，而一台量子電腦只需27分鍾。
但是，答案那麼多，速度那麼快，我們怎麼取回想要的計算結果呢?前面說過，對原子進行測量可以迫使它選擇旋轉方向，因此科學家只要測量這些「准位元」，就可以逼迫它們說出答案。
最近，麻省理工學院與mM公司的科學家，終於通過特定方式，做出了原始的量子電腦。雖然它看上去和一個烤麵包機沒有多大差別，但功能卻比烤麵包機高明多了。這個實驗性質的量子電腦，具有兩個「准位元」的計算能力。也就是說，它的威力等於兩個原子同時進行運算。目前，科學家們正在朝三個「准位元」的目標努力。
㈦ 量子計算與量子計算機進展隨議
我第一次對量子計算產生印象是在1995年，雖然之前知道量子計算和量子計算機的概念，但都不如那次印象深刻。那個時候我在中科院計算所CAD開放實驗室擔任副主任。在接待中科院一位領導的過程中，他在觀看了我們的科研成果後說道，你們如果能夠將精力投入到量子計算領域就好了，這個領域目前看很艱難，但從國家角度看急需開展研究。時至今日，我除了對這件事印象深刻之外，還對這位領導的眼光、視野深感佩服。
由於我從事的是CAD、圖形學、可視化方面的研發工作，偏軟體、偏應用，和量子計算差異很大，個人和實驗室在量子計算方面也缺乏基礎，再加上後來把主要精力投入到了流程工業軟體上，此事當時也只能作罷。
時隔數年，再次關注量子計算，一是因為國內在量子計算、量子計算機和量子通信等方面取得了進展；另一個原因是2017年到美國時，發現參加圖靈獎頒獎典禮的很多科學家都在做量子計算。另外有一次在過美國海關時，被海關人員問到了量子計算的一些事情，這個經歷令我印象深刻。在此之後，作為計算領域的專業人士，我對量子計算就無法再持忽視態度了。
由於我對量子計算、量子計算機、量子通信尚屬外行，為了理解這些概念，我主動查閱了一些文獻資料，對於量子、量子計算、量子計算機、量子通信等概念和原理做了了解，這樣相對於對量子計算感興趣的非專業人士來講，我比他們確實更了解一些，但在該領域的專業從業人士看來，我依然是一個外行。以我這個狀態，今天也是「斗膽」就量子計算進展做一些議論，其目的是為了引起 社會 思考，有助於量子計算等 科技 的發展，同時也是為了讓讀者了解CCF的CNCC上即將舉辦的「後量子霸權階段的量子計算」技術論壇。由於我相對外行，肯定有很多描述不當之處，還請讀者批評指正，如果要聽真正的專家講解，還是可以到CNCC去聽講、提問或參與討論，該技術論壇的相關信息請訪問CNCC網站（cncc.ccf.org.cn）。
為了了解後面的內容，首先要弄清楚什麼是量子。量子（quantum）是現代物理的重要概念，即一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位，則這個物理量是量子化的，該最小基本單位被稱為量子。量子一詞最早是由德國物理學家M·普朗克在1900年提出，經愛因斯坦、玻爾、德布羅意、海森伯、薛定諤、狄拉克、玻恩等人不斷完善，在20世紀的上半葉，建立了完整的量子力學理論體系。量子力學原理存在很多和經典物理原理不同的地方，如能量不連續、波粒二象性、不可測（薛定諤貓原理）、量子糾纏等，因篇幅所限，這些概念不在本文中敘述，讀者可以通過查閱文獻來了解。
要注意的是，量子體系有很多種，目前領域內普遍關注的量子計算實現方式有超冷原子、離子阱、光子、超導量子比特、半導體量子點、拓撲量子計算、N-V色心等，讀者有時間也可以自行了解其具體含義。
量子通信利用了量子的基本特性（主要是量子糾纏）進行安全通信，主要分為量子密鑰分發和量子態隱形傳輸兩種方式。量子密鑰分發可以建立安全的通信密碼，實現一次一密的加密傳輸，有極高的安全性。量子密鑰分發技術再輔以光開關等技術，還可以實現量子密鑰分發網路，實現大規模應用。量子態隱形傳輸是基於量子糾纏態的分發與量子聯合測量，實現信息傳輸，可以實現任意遠距離的量子密鑰分發。目前從報道看，中國的量子通信技術有很大進展，但由於很難看到具體的技術資料，源於報道只言片語的相關信息，很難推斷出大眾關心的產業化應用時間表。
量子計算范圍比較廣，泛指使用量子力學原理進行計算的所有技術，其中除了量子計算機之外，還有在傳統計算機上的模擬量子計算，以及量子計算模擬晶元等。目前量子計算研究進展很快，但量子計算的真正突破取決於真正的量子計算機的進展，尤其是量子存儲和計算器件（注意，這里沒有使用晶元，因為量子器件和傳統的晶元是完全不同的概念）。因為量子計算機可以實現存儲容量的指數級增長，同時具有天然的並行計算能力，它可以極大提升存儲能力和計算能力。
為了弄清楚量子計算、量子計算機的進展， 2020年3月，CCF YOCSEF舉辦了一個思辨式的技術論壇，論壇題目是「 量子計算機離我們還有多遠？」。這場論壇吸引了2000多名觀眾在線參與，是一次不錯的科學普及和對量子計算機發展的思辨活動。在這個技術論壇上，我了解到，量子計算一 直受到各國政府、大型企業及科學家的重視，政府和大型企業已經投入了大量資金。且有報道稱，預計未來5年量子計算機的性能每年都將提高10倍，這意味著到2025年量子計算機的速度將比現在提高10萬倍。但同時對量子計算機的進展，業界也存在不同的聲音，如2019年法國蒙彼利埃學院理論物理學家Michel Dyakonov就在IEEE Spectrum發表文章，認為在可預見的將來看不到有用的量子計算機；美國俄克拉荷馬州立大學的知名教授Subhash Kak也持類似觀點。該論壇的組織者梳理了國內外量子計算方面的研究，將研究內容分為三個類別進行分析：量子計算機、模擬量子計算機、傳統計算機上實現的量子演算法或量子軟體，發現學界爭議的核心點是在量子計算機方面，而對於後兩個類別的研究內容，學者之間幾乎沒有爭議。為此將該論壇焦點定位在「量子計算機」領域，希望能夠撥開籠罩在量子計算機上的迷霧。論壇覆蓋基本原理、基本進展、工程化、產業化等方面內容，形成的共識是廣泛商用的通用量子計算機還需要等待10年以上，甚至可能要等30年。從後來的報道看，該論壇確實讓參會者了解了量子計算機的相關概念和原理，並對量子計算機的研究進展有了一定的認知，我遇到的參會者也基本上都表示很有收獲。
一次論壇不能讓人了解全部，也無法解決所有問題，CCF之前已經安排了很多量子計算的研討、思辨活動，後續還將安排不同深度、不同廣度的活動。本文要推薦的是即將在CNCC2020上舉辦的一個技術論壇「後量子霸權階段的量子計算」。本次論壇由中科院計算所孫曉明和張家琳副研究員主導策劃，邀請了 范桁（ 中科院物理所研究員，固態量子信息與計算實驗室主任，報告題目為超導量子計算與量子模擬）、 孫麓岩（ 清華大學交叉信息研究院，報告題目為量子糾錯）、 尹璋琦（ 北京理工大學物理學院量子技術研究中心教授，報告題目為雲端量子計算）、 張家琳（ 中科院計算所副研究員，報告題目為量子電路深度優化）等，內容很具體，適合計算領域專業人士參與。這些專家在量子計算領域比我專業得多，如果能和他們當面交流，相信會有更大收獲。論壇具體安排在10月24日下午13:30~15:30，如果有興趣觀看他們的報告，並和這些專家交流，可通過CNCC網站(cncc.ccf.org.cn)報名參與。
㈧ 潘建偉團隊實現獨立量子存儲器間遠距離糾纏，量子儲蓄的技術難度有多大
最近科技領域又有一個重大消息，中國科技大學宣布，該校研究團隊最近成功地將光存儲時間提高到1小時，大大改進了8年前由德國團隊創造的1分鍾的世界紀錄，並向實現量子U盤邁出了重要一步。
量子通信需要量子存儲和糾纏交換技術來實現量子信息的遠距離中繼傳輸。因此，作為存儲和釋放信息的關鍵量子邏輯器件，量子存儲器是量子計算和量子網路通信的關鍵技術之一，它直接影響到量子通信的可行性。這對量子通信的可行性有直接影響。如何提高存儲器的容量和速度以實現高效的量子通信，已經成為一個熱點和難點問題。在提高量子存儲器的容量方面，基於軌道角動量（OAM）的量子存儲器可以顯著提高量子網路的信息容量，這對於構建大容量信息網路具有重要意義。
㈨ 量子計算含義
量子計算機是一種使用量子邏輯進行通用計算的設備。 通用的量子計算機，其理論模型是用量子力學規律重新詮釋的通用圖靈機。從可計算的問題來看，量子計算機只能解決傳統計算機所能解決的問題，但是從計算的效率上，由於量子力學疊加性的存在，目前某些已知的量子演算法在處理問題時，速度要快於傳統的通用計算機。
量子力學態疊加原理使得量子信息單元的狀態可以處於多種可能性的疊加狀態，從而導致量子信息處理從效率上相比於經典信息處理具有更大潛力。普通計算機中的2位寄存器在某一時間僅能存儲4個二進制數（00、01、10、11）中的一個，而量子計算機中的2位量子位（qubit）寄存器可同時存儲這四種狀態的疊加狀態。隨著量子比特數目的增加，對於n個量子比特而言，量子信息可以處於2種可能狀態的疊加，配合量子力學演化的並行性，可以展現比傳統計算機更快的處理速度。
量子位
量子位（qubit）是量子計算的理論基石。在常規計算機中，信息單元用二進制的 1 個位來表示，它不是處於「 0」 態就是處於「 1」 態. 在二進制量子計算機中，信息單元稱為量子位，它除了處於「 0」 態或「 1」 態外，還可處於疊加態（superposed state）。
疊加態是「 0」 態和「 1」 態的任意線性疊加，它既可以是「 0」 態又可以是「 1」 態，「 0」 態和「 1」 態各以一定的概率同時存在. 通過測量或與其它物體發生相互作用而呈現出「 0」 態或 「 1」 態.任何兩態的量子系統都可用來實現量子位，例如氫原子中的電子的基態（ground state）和第 1激發態（first excited state)、 質子自旋在任意方向的+ 1/ 2 分量和- 1/ 2 分量、圓偏振光的左旋和右旋等。
一個量子系統包含若干粒子，這些粒子按照量子力學的規律運動，稱此系統處於態空間的某種量子態。這里所說的態空間是指由多個本徵態（eigenstate) （即基本的量子態）所張成的矢量空間，基本量子態簡稱基本態（basic state）或基矢（basic vector) . 態空間可用Hilbert 空間（線性復向量空間）來表述，即Hilbert 空間可以表述量子系統的各種可能的量子態.為了便於表示和運算，Dirac提出用符號|x〉 來表示量子態，|x〉 是一個列向量，稱為ket ；它的共軛轉置（conjugate t ranspose) 用〈x|表示，〈x|是一個行向量，稱為bra.一個量子位的疊加態可用二維Hilbert 空間（即二維復向量空間）的單位向量來描述，其簡化的示意圖如右圖所示.
疊加原理
把量子考慮成磁場中的電子。電子的旋轉可能與磁場一致，稱為上旋轉狀態，或者與磁場相反，稱為下旋狀態。如果我們能在消除外界影響的前提下，用一份能量脈沖能將下自旋態翻轉為上自旋態；那麼，我們用一半的能量脈沖，將會把下自旋狀態制備到一種下自旋與上自旋疊加的狀態上（處在每種狀態上的幾率為二分之一）。對於n個量子比特而言，它可以承載2的n次方個狀態的疊加狀態。而量子計算機的操作過程被稱為幺正演化，幺正演化將保證每種可能的狀態都以並行的方式演化。這意味著量子計算機如果有500個量子比特，則量子計算的每一步會對2^500種可能性同時做出了操作。2^500是一個可怕的數，它比地球上已知的原子數還要多（這是真正的並行處理，當今的經典計算機，所謂的並行處理器仍然是一次只做一件事情）。