【量子计算机重构未来 | 阅读体验】第二章关键知识点

• 量子计算机能够减少计算和操作的繁琐程度
  作者从如何提高计算机的运算速度上，提出了提高计算速度的两个方向：
  
  
  
  • 加快计算机的运行速度，通俗易懂的说法就是提高主频
    
  • 减少计算和操作的繁琐程度，也就是常说的优化算法
    
  量子计算机所能做的，刚好是减少计算和操作的繁琐程度。也就是说，量子计算机是因为计算过程简化而速度快的计算机。而在这个方向上实现进化的量子计算机被称为门模型量子计算机。
  
• 作者用手指朝向的方法，大致讲解了量子计算机的工作原理--量子叠加的概念。即手指朝上代表逻辑1，手指朝下代表逻辑0，但是呢，如果手指超中间怎么表示呢？这就是量子比特中的量子叠加的概念了，即多少个0和多少个1的叠加。而量子比特的计算，就相当于调整输出的手指朝向。而这个计算方法，刚好就是量子力学中的量子纠缠。而量子纠缠，就有可能将之前计算很麻烦的问题进行简单计算，从而达到提速的目的。
  
• 作者介绍了量子计算机目前的两大最重要的算法，Snor算法和Grover算法。Snor算法典型的应用场景为超大数的质因数分解，普通计算机需要通过一个一个的枚举才能解析出来，但量子计算机可以同时对多个候选结果进行“研究分析”，并巧妙地进行筛选，从而减少得出结论所需的时间。Grover算法则在非结构化检索上有突出的效率。作者同样提到了量子计算在人工智能的梯度下降以及矩阵求逆运算上，也能提高效率，但并未深入描述原理。
  
• 作者提到了目前量子计算受限的点：目前量子计算的瓶颈在于数据的装载，而不是数据的计算。也就是说，装载数据远远超过了数据计算的时间消耗。
  
• 作者提到了目前量子芯片的两个前进方向：1. 改善量子比特自身的品质 2.准备大量的量子比特来弥补比特质量的不足
  
• 作者着重讲解了目前离商用落地最近的量子计算机---量子退火计算机，此类计算机在组合最优化问题上，能高效地提供较高质量的输出结果，让人在解决组合最优化的过程中少走弯路。
  量子退火最关键的点为施加横向磁场并随时间逐渐减弱横向磁场。
  

实现量子退火最关键的技术为超导技术（使用处于超导状态的金属家住绝缘体的约瑟夫森器件制作）。

量子退火机的使用方法是将每个事务之间的关联性作为量子比特的输入，在横向磁场消失过程中，量子比特之间的关联性会逐步加强，最终输出较为合适的结果。

量子退火机典型落地场景：在AVG工厂效率提升上，将原先80%的运转率提高到了95%，大大提高了机器的运行效率。