图解量子计算机

量子计算机的研发是目前的科学前沿，有潜力极大的提升计算机的算力，彻底解决因算力不足产生的科学研发瓶颈问题：人工智能，材料科学，制药等相关科学前沿领域的研发将大幅提速，人类科技也有望迎来新的“科技奇点”，拉动人类文明水平上新台阶。本书介绍了量子计算机的工作原理和前沿展望，对于像我这样非专业的普通读者部分内容可能很难彻底读懂，但是以“不纠结细节”的心态坚持读完后依然能够获得概要性的认识，在“把复杂科技问题简化通俗化”这一点上，本书已经做到了足够好，书中的示意图通俗易懂，很赞。 另外，推荐本书提到的量子物理学家多伊奇的另一本书《无穷的开始：世界进步的本源（第2版）》，这本书是讲科技认识论最好的一本，阐述的核心问题是“推动世界进步的源动力是什么？” 纵观历史，人类文明并非线性发展，而是呈现“阶段性飞跃式”发展，而且加速发展的态势。比如农业革命，金属的冶炼和使用，工业革命，电力革命，信息和互联网革命等等。下一个飞跃性的“奇点”在哪里？人工智能？太空殖民？超导体？量子计算？基因编辑？似乎哪一个都离我们不太远，似乎它正在悄悄来临。。。

现在能够理解量子态这种我之前认为永远不稳定的东西（永远不稳定，现在看来并不是这样。当然量子态这种表述也并不准确）如何用于计算一种固定的结果。就是为了解决这个问题读的这本书。读完后了解了许多概念，比如 量子计算机的分类:通用与非通用的区别，非通用就是模拟量子计算，并不算真正意义的量子计算，也不具有自主纠错的功能。 量子比特就是量子计算机中最小的计算单位。操纵量子比特的方法在量子电路模型中称为量子门操作。50个以上的量子比特才能实现量子霸权，量子霸权是指量子计算机能够体现出相较于经典计算机（非通用）的优越性（刚才都忘记量子霸权是什么意思，又翻了一下书才想起来，看完书还是要总结一下，要不然很快就忘记）。 量子叠加态就是量子处于薛定谔的猫的0和1之间的不确定态。量子纠缠就是两个量子比特纠缠在一起，而且量子纠缠会导致处于叠加态的量子与后面输入进去的确定态的量子比特的状态保持一致。可以利用量子纠缠态的这一特性进行量子通信，但我有点不太理解和确定能否实现具体怎么实现。 单量子不可克隆原理是量子力学中没一条基本定理，即不能构造出一个物理装置，完美复刻任意未知的量子态，因为量子具有叠加态，观测和额外的操作都会导致坍塌，而无法复制的特性为保证了量子通信及量子货币的安全（但后边又提到Grover算法可以快速求解复杂搜索问题，shor算法能够破解密码，Grover算法就不说了，shor算法如果能够破解算法，有点矛盾，怎么做到的呢，量子算法入门就不太理解了，其实可能就不想理解）。 量子门就是二维的变成三维，有更多的空间坐标。量子比特主要通过波粒二象性进行计算，叠加态利用波动性，结果用粒子性表示。如果借助量子计算机实现高速计算，首先需要制备大量量子比特，然后将一个个量子比特的状态的组合与一列列的波对应起来，最后通过波使量子电路波发生干涉，就可以执行量子计算了。（对于计算机如何操纵量子，不太理解，感觉有点抽象，但仔细思考一下，普通的计算机怎样计算我也不知道，所以这个问题也许不抽象，如果理解普通计算机是怎样运算的）。

一本很棒的量子计算机科普书，看完之后对量子力学的一些基本性质，以及现有的量子计算机的原理都有了基础的了解。 果然要想学会走得先学会跑hhh，之前看量子物理的科普总感觉云里雾里的，但是跳过定义直接看应用，再反过来看定义和原理就清晰很多了；但是中间涉及到具体细节的部分还是有些看不懂，关于矩阵、微积分等基础的数学语言还是得学。 打破了我之前对量子计算机比较神话的认识，本来以为是革命性的技术，能够在几乎所有方面提高计算能力，就像计算机之于算盘一样；但实际上不管在应用广度上，还是计算速度上，量子计算机都非常受限，从理论上证明算法霸权，到实际可执行的算法，再到物理上的硬件和量子比特制备，都还处在很早期的阶段；从计算原理上，也并非传闻中说的那样超大规模并行，而是在一些特定问题上引用了量子的特定属性来解决问题，比如Grover的量子干涉，shor的量子逆傅里叶变换，量子退火的磁场影响等；但是随着后续AI的发展，也许这种情况会被颠覆。 从算法层面来说，Grover中利用量子叠加，通过持续施加影响力到所有可能性，然后让正确答案浮现，以及量子退火中模拟"磁球"让整体演化的思想，感觉和现在的大模型的思想很匹配，也挺震撼的，这和过去几百年流行的控制论信息论系统论很不一样，也可能是新一轮的范式：结果上不求绝对最优只求相对较优，过程中不求细节上的精确，反而强调整体，强调留有余地。类似大模型算法，量子计算机的grover算法，以及元启发式算法都是如此。 对建模、算法与计算这三个名词的理解也更深刻了，比如shor算法通过将因式分解问题转化为找到一个周期的问题，然后利用量子逆傅里叶变换来找到这个周期，从而得到大整数的质因数，简直叹为观止。还有比如元启发式算法，通过模拟生物、化学中的现象来抽象出一些求全局优化等问题近似最优解的算法，真的是让我觉得，"计算"这个词太大了。 元启发式算法也让我再一次感叹生物的奇妙，从生物里可以学到社会学，心理学，还能学到数学算法，以及引申出一些哲学。

近年来，作为突破计算机极限的希望所在，量子计算机受到了人们的广泛关注。本书运用丰富的图例，从量子计算机的基本工作原理入手，系统地为初学人士呈现了量子计算机的全貌。内容涉及量子比特、量子门、量子电路和量子算法等。全书以图配文，深入浅出，难度介于科普书和技术书之间，易读性与专业性兼具，无须精通量子力学和数学也能读懂，是一本量子计算机的入门佳作，旨在引导读者迈入量子计算机世界的大门，为日后阅读各种专业图书铺平道路。 本书适合对量子计算机感兴趣，想要从整体上了解量子计算机，或今后想从事量子计算机研发工作，但又不知从何处入手的读者阅读。

一本对量子计算机介绍深入浅出的小书，如果你有量子理论的基础，那么阅读起来就没有什么难度，一通百通，反之，就是“天书”😅 量子计算机是利用量子理论构建的计算机模型，它与经典计算机之间不是替代关系，而是功能递增关系，目前的量子计算机主要是通过量子门设计和量子退火来实现量子计算。一般分为三个步骤：初始化（量子制备）—量子计算（量子门操作/量子退火）—测量。另外，量子计算机所需的硬件与经典计算机也不同，大概有低温超导、金刚石、压缩激光等几大类。 未来，普通用户量大概率还是只能通过经典计算机访问云端的量子计算机，就像现在的边缘计算，量子计算机能提高大规模指数级计算的速度，但要真正走入普通用户还早，也没必要，道阻且长,行则将至，行而不辍,未来可期。

比较全面的介绍了量子计算机的前因后果，但是其实没有做到非常深入浅出，很多地方没有讲清楚很多地方又过于简略，其实可以扩大篇幅更加详细的讲解一些内容。此外，配图还是有一点点意味不明，很多配图无法起到辅助理解的作用

从量子力学基础切入，解释叠加、纠缠、干涉三大核心特性，用生活化类比拆解量子门、量子电路、算法逻辑，说明量子计算机并非取代普通电脑，而是擅长处理传统算力难以应对的复杂问题，比如大数分解、分子模拟、路径优化。 量子世界，无奇不有。

这是有关量子计算机的科普类书籍，不需要很强的专业知识，就能够理解本书内容，当然这是针对理科背景的读者而言的，文科背景的读者对书内容的理解应该困难多多。 量子计算机的理论研究和硬件制造尚处于初级阶段。目前，有关科学家估计，制造出方便、实用及价格亲民的量子计算机尚需一二十年 。我个人认为很难估计，因为科学技术的发展速度常常比我们预计的更快，就如常常比我们预计的更慢一样。确定无疑的是，量子计算机的发明和广泛使用，将会给科学技术带来一场轰轰烈烈的革命。

一目十行看完了，不能说不点看不懂，只能说完全看不懂～～～ 😮‍💨😮‍💨😮‍💨

不错的科普性质书籍。如果未来有结合最新进展的第二版出版加上更匹配国内量子计算专业术语的翻译，就完美了。