將量子計算引入中學課堂,這事兒並談不上為時過早,因為高中生已經有能力理解量子計算的概念了,而在未來,量子計算普及到生活中的方方面面是大勢所趨,所以從中學起就開始接觸量子計算,是非常有必要的。
或許二十年後,量子計算的基本概念,會像?地球是圓的?這樣的概念壹樣,成為眾所周知的常識。
壹、量子計算的基本概念簡單來說,二進制計算機原理的核心就在於?0/1?的實現。
傳統計算機靠集成電路的通電斷電來實現?0/1?,而量子計算機卻不要集成電路,而是借助量子比特狀態疊加的原理來實現,因為微觀世界與宏觀世界的物理規則不同,並不是非1即0的,而是可以?壹個量子在同壹時間又0又1?。
也即是說,壹個量子比特就可以實現壹個?0/1?,兩個量子比特組合起來,就可以同時實現2的2次方個?0/1?,以此類推,30個量子比特,就可以達到2的30次方個?0/1
1個i7-8700的CPU中有將近22億個晶體管,算力在1100億次左右,而壹臺30個量子比特的量子計算機,算力可以達到萬億次?而這還僅僅只是紙面對比,在實際運算中,30個量子比特的量子計算機,其運算速率比I7-8700快了遠遠不止10倍。
二、中學物理的量子概念只是入門量子計算的整體概念相當復雜,但是如果只講其基本原理的話,又沒那麽難理解。
此次中學課堂所引入的量子計算概念,只是量子態的基礎知識,並沒有具體的量子計算機原理那麽復雜,而以中學生的思維理解能力,接受這種概念的難度,其實也就和學習?幹涉效應?差不多。
所以說,並談不上為時過早。