年终总结 3： 当科幻照进现实 ：谷歌量子芯片 Willow 你需要知道的| S8E32
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Deep Dive
谷歌量子芯片 Willow 的主要突破是什么？
谷歌的量子芯片 Willow 拥有 105 个物理量子比特，其突破在于惊人的计算速度和错误矫正能力。它能在不到 5 分钟内完成一个标准计算任务，而全球最快的超级计算机可能需要 10^25 年才能完成同样的任务。
量子计算和经典计算的主要区别是什么？
经典计算基于二进制比特（0 或 1），而量子计算使用量子比特（Qubit），量子比特可以同时处于 0 和 1 的叠加态。这使得量子计算在信息密度和并行计算能力上远超经典计算，能够同时处理多个状态的计算任务。
量子计算在密码学中的应用有哪些？
量子计算能够快速破解经典加密算法，如 RSA 加密。RSA 加密依赖于大整数分解的难度，而量子计算机可以利用其并行计算能力，将指数级的时间复杂度降低到多项式级，从而快速破解加密。
量子计算的瓶颈是什么？
量子计算的主要瓶颈是量子比特的稳定性和错误率。量子比特极易受到外界环境干扰，因此需要极低的温度和复杂的纠错算法来维持其稳定性。当前的量子纠错技术还不足以支持大规模的量子计算应用。
量子计算的未来应用前景如何？
量子计算未来可能在材料科学、药物研发和人工智能等领域发挥重要作用。它能够模拟微观量子系统，加速新材料的研发和药物分子的设计，同时优化人工智能算法，推动 AI 技术的突破。
- 计算并非局限于图灵机或二进制系统
- 计算系统各有优劣，需根据特性构建合适的计算框架
- 鲤鱼旗可作为一种计算系统示例
Shownotes Transcript
12 月 10 号，谷歌重磅推出了他们的量子计算芯片 Willow，是一款拥有 105 个物理量子比特量子芯片，那它的亮点就在于它有惊人的计算速度和错误矫正能力。根据报道， Willow 能在不到 5 分钟的时间内完成一个标准计算任务，而这个任务如果交给全球最快的超级计算机，可能需要 10 25 年，那这个数字甚至是超过了宇宙的年龄！Willow 发布后也在网上引起了一波热议。 量子计算是什么？谷歌的量子芯片究竟有什么突破？量子计算的瓶颈有哪些？我们今天的节目就一起来聊聊这些问题。
本期人物 丁教 Diane，「声动活泼」联合创始人、「科技早知道」主播 Yaxian，「科技早知道」监制 赵智沉，高能理论物理博士，软件工程师，《什么是物理？用物理学的视角看世界》作者
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主要话题 [04:24] 究竟什么是计算？跳出图灵机的框架思考计算的本质 [07:41] 量子世界的波粒二象性：旋转的硬币和半死半活的猫 [11:07] 信息密度的极大提升：经典比特像开关，量子比特像旋钮 [15:07] Willow 发布，比特币大跌，量子计算要破解加密系统了？ [20:24] 量子比特从 100 个到 100 万个，首先解决量子纠错问题 [26:00] 假如实现了量子计算规模化，人类的未来将如何改变？
延伸阅读 Quantum Computers Cross Critical Error Threshold) Our quantum computing roadmap) Explore quantum applications)
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