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量子力学的物理定律为当今的计算机处理信息提供了一种替代方法。传统计算机使用位(0 或 1)作为构建块,而量子计算机则使用量子位或量子比特,它们可以同时是 |0⟩ 和 |1⟩ 的组合。图 1 中的布洛赫球面表面最能描述一个量子比特可以采用的可能值谱。位允许两个离散值,而量子比特可以将一个点存储在二维连续体(球面)中。量子计算可以利用这些更强大的量子比特,不仅对确定值 |0⟩ 或 |1⟩ 执行运算,还可以同时对所有可能的叠加执行运算。因此,量子计算在选定任务方面比二进制计算具有效率优势。只有在具有适当的量子计算机硬件的情况下,某些任务才会因这种效率提升而变得可行。总之,对于某些问题,量子计算机比传统计算机具有速度优势,因此可以执行当前传统计算机无法执行的计算类型。

量子计算和密码学

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