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量子通信和量子計算到底能不能實現?

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量子計算機的最終實現是必然的。

百度百科上的“計算機”詞條第一段定義的僅限于電子計算機,但第二段補充了其他形式的計算機。

事實上通訊通訊,囊括了各種形式的計算機之后,“計算機”一詞應該定義為“人為制造的、用于按照一定程序處理數據的設備”,這個定義可能會把計算機的歷史往前推移到1878年(甚至更早),瑞典發明家奧涅爾發明了手搖計算機。

人類處理數據的歷史相當悠久,最早可能是用數手指,然后可能是撿小石頭、在木頭上刻痕跡、在繩子上打結,后來聰明的中國人使用了算籌和算盤,這些處理方法所用到的東西尚不能稱為“計算機”,但其實已經包含了計算機最核心的思想,那就是把問題量化出數據(比如有五只羊,但是死了一只),然后把數據綁定到一些會產生數值變化的現象中(撿來五個石子,然后扔掉一個),然后對現象進行測量(數數還有幾個石子),得到計算結果(還剩四個石子,所以還有四只羊)。

所以我們需要用一些可以綁定數據并且最終狀態可以測量的現象來制造計算機,在劉慈欣的《三體》里就設想了用軍隊制造的“人列計算機”,對于書中的秦始皇來說,把數據轉換成二進制綁定到士兵的行為上是可以的,再從士兵們的狀態得到結果也是可以的,所以用軍隊來做計算機,完全OK。

事實上,電磁繼電器已經讓人類較為方便地把數據綁定到電流上,但是科學家們著手制造電子計算機的時候電子管已經問世,就用電子管制造了真正意義上的電子計算機。

而晶體管問世之后,可以在更為精確的程度上把操縱和測量電流,于是后來的電子計算機都用了晶體管來制造,并且隨著工藝的進步,計算機技術得到了飛速發展,人們普遍認為這種發展終將逼近晶體管計算機的物理極限。

按照這種思路,除了電流之外,還有很多現象是可以用來制造計算機的,比如水流,但是水分子比電子大得多,也較難精確控制,用水流制造出來的計算機性能肯定很難超過電子計算機。不過,如果有人穿越到了兩百年以前,在沒有電子管的情況下,需要較為強大的計算能力的話,可以嘗試制造水流計算機。

所以,只要找到正確的方法將數據與量子力學的現象綁定、測量結果并還原數據,就可以制造出量子計算機。就算各位對于現在的科技缺乏足夠信任,也請給人類文明足夠的信心。

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