[а√在线天堂8]量子科技的核心技术是什么？(超算和量子计算区别？)

1、量子科技的核心技术是什么？

量子技术是基于量子力学原理来结合工程学中的控制论，а√在线天堂8，计算机科学，电子学方法等来实现对量子系统有效控制。开展量子技术的研究一方面将有助于人们在更深层次上认识量子物理的基础科学问题，极大地拓宽量子力学的研究方向，另一方面也有力推动实验室技术向产业化的应用。

在过去的二十年中，量子技术取得了巨大的进步，已从量子物理研究的实验逐步走向跨学科的产业化应用。目前的量子技术大致可以划分为如下四个领域：

a. 量子通信，利用量子态实现信息的编码、传输、处理和解码，特别是利用量子态（单光子态和纠缠态）实现量子密钥的分配；

b. 量子计算，利用多比特系统量子态的叠加性质，设计合理的量子并行算法，并通过合适的物理体系加以实现（通用量子计算）;

c. 量子模拟，在通用的量子计算机无法实现的前提下，利用现阶段已经可以很好控制的小规模的量子系统来实现一些在其他系统中难以实现的物理现象演示（专用量子计算）;

d. 量子传感和计量，利用量子系统状态对环境的高度敏感性，对我们感兴趣的特定参数进行高灵敏度探测。

当前量子技术应用与早期的量子力学应用（如激光器）不同，它利用叠加、纠缠和压缩等量子特性来获取、处理和传输信息，这种方式处理某些问题的能量远远超过了传统的手段。量子技术的核心优势主要来自量子体系的如下几个特性：

a. 量子叠加性，即一个量子系统的量子态可以处于不同量子态中的叠加状态，从而可以使得量子信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力；

b. 量子纠缠，是粒子在由两个或两个以上粒子组成系统中相互影响的现象，虽然粒子在空间上可能分开。这种多粒子关联特性可以用于量子加密，远程传态，以及提高量子传感灵敏度；

c. 量子不可克隆，即量子力学中不可能对任意一个未知的量子态进行完全相同的复制，这从原理上保证了量子通信的绝对安全性；

d. 纳米尺度，量子器件可做到纳米尺度，可使得量子传感器的空间分辨率极大的提高。

量子通讯的核心技术在于量子密码，它可以将军事信息传输一个秘密给收信单位，给收信人钥匙和存放着物品的箱子，只有同时收到秘钥和箱子，才可以打开箱子取出里面的物品。

2、超算和量子计算区别？

超算基于经典半导体芯片，受量子效应影响，不可能无限的发展下去。量子计算基于量子行为，被视为后摩尔定律时代的最有可能的计算发展方向，也是最有潜力的计算方式。目前已知的一些量子算法相较于经典算法表现出了量级或指数级的加速。

量子计算已经成为计算科学的最前沿、世界各国争抢的技术高地。近年来量子计算的研究取了突飞猛进的进展，2019年10月底，谷歌在《自然》杂志上发表使用53个量子比特实现的量子霸权，展示了量子计算强大的优势。

然而由于量子比特的敏感性，量子计算机的发展非常缓慢，目前已经设计和制造出的量子计算机仅仅是雏形，而且也不稳定。科学家们很难使用真正的量子计算机来更深入的研究粒子物理建模、密码学、基因工程、量子机器学习等重大问题。

为了研究量子算法，最好的办法就是量子模拟，也就是使用经典的超级计算机来模拟量子计算，它为人类在真正的量子计算机出现之前研究量子算法提供了一个可靠的平台。

但是量子模拟对计算和内存的需求巨大，计算量和内存量与所模拟的量子比特数成2的幂次方的关系，因此即使是现今最强大的超级计算机也仅能模拟 50多个量子比特。在这种情况下，如何更高效地简化计算、优化内存，以及大规模高效地使用超算，是量子计算模拟需要重点考虑的课题。

2020 ASC世界大学生超算竞赛首次设置前沿的量子计算模拟赛题，各参赛队伍需要在经典超级计算机上使用QuEST软件，模拟使用30个量子比特组成的量子随机线路和量子快速傅里叶变换量子线路。

这对计算和内存有一定的需求，要求参赛学生不仅具备扎实的超算基本功，还必须对量子计算的背景、原理和基础知识有较深入的认识，从而找到合适的优化方法，尽可能地缩短程序的运行时间或降低对计算资源的依赖。

有助于激发参赛队员对量子计算、量子算法、量子模拟的兴趣，认识和了解未来计算发展的方向。

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