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量子通信和量子计算到底能不能实现?

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量子计算机的最终实现是必然的。

百度百科上的“计算机”词条第一段定义的仅限于电子计算机,但第二段补充了其他形式的计算机。

事实上通讯通讯,囊括了各种形式的计算机之后,“计算机”一词应该定义为“人为制造的、用于按照一定程序处理数据的设备”,这个定义可能会把计算机的历史往前推移到1878年(甚至更早),瑞典发明家奥涅尔发明了手摇计算机。

人类处理数据的历史相当悠久,最早可能是用数手指,然后可能是捡小石头、在木头上刻痕迹、在绳子上打结,后来聪明的中国人使用了算筹和算盘,这些处理方法所用到的东西尚不能称为“计算机”,但其实已经包含了计算机最核心的思想,那就是把问题量化出数据(比如有五只羊,但是死了一只),然后把数据绑定到一些会产生数值变化的现象中(捡来五个石子,然后扔掉一个),然后对现象进行测量(数数还有几个石子),得到计算结果(还剩四个石子,所以还有四只羊)。

所以我们需要用一些可以绑定数据并且最终状态可以测量的现象来制造计算机,在刘慈欣的《三体》里就设想了用军队制造的“人列计算机”,对于书中的秦始皇来说,把数据转换成二进制绑定到士兵的行为上是可以的,再从士兵们的状态得到结果也是可以的,所以用军队来做计算机,完全OK。

事实上,电磁继电器已经让人类较为方便地把数据绑定到电流上,但是科学家们着手制造电子计算机的时候电子管已经问世,就用电子管制造了真正意义上的电子计算机。

而晶体管问世之后,可以在更为精确的程度上把操纵和测量电流,于是后来的电子计算机都用了晶体管来制造,并且随着工艺的进步,计算机技术得到了飞速发展,人们普遍认为这种发展终将逼近晶体管计算机的物理极限。

按照这种思路,除了电流之外,还有很多现象是可以用来制造计算机的,比如水流,但是水分子比电子大得多,也较难精确控制,用水流制造出来的计算机性能肯定很难超过电子计算机。不过,如果有人穿越到了两百年以前,在没有电子管的情况下,需要较为强大的计算能力的话,可以尝试制造水流计算机。

所以,只要找到正确的方法将数据与量子力学的现象绑定、测量结果并还原数据,就可以制造出量子计算机。就算各位对于现在的科技缺乏足够信任,也请给人类文明足够的信心。

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