為什么量子計算機速度更快

我們來看一個經典計算機無能為力的情況下量子計算機卻能成功應對的例子: 

超級計算機可能很擅長處理諸如對大型蛋白質序列數(shù)據(jù)庫進行分類這樣的艱巨任務。 但是很難看到數(shù)據(jù)中決定這些蛋白質行為的微妙模式。

蛋白質由一長串的氨基酸構成,當它們折疊成復雜的形狀時,就會成為有用的生物機器。 弄清楚蛋白質的折疊方式是一個對生物學和醫(yī)學都具有重要意義的問題。

一臺經典的超級計算機可能會嘗試用蠻力折疊蛋白質,利用眾多處理器檢查各種可能的化學鏈彎曲方式,然后再得出答案。 但隨著蛋白質序列變得越來越長、越來越復雜,超級計算機就會停止運行。 一條由 100 個氨基酸組成的鏈,理論上可以用數(shù)萬億種方式中的任何一種方式折疊。 沒有哪臺計算機所具有的工作內存足以處理單個折疊的所有可能組合。

量子算法采用了一種新方法來解決這些復雜的問題,即創(chuàng)建多維空間,在這些空間中,出現(xiàn)鏈接單個數(shù)據(jù)點的模式。 對于蛋白質折疊問題,這種模式可能是所需能量最少的折疊組合。 這種折疊組合就是問題的解決方案。

經典計算機無法創(chuàng)建這些計算空間,因此它們無法找到這些模式。 而對于蛋白質問題,已存在早期的量子算法,它們能夠以更高效的全新方式找到折疊模式,而無需像經典計算機那樣費力地執(zhí)行檢查程序。 隨著量子硬件規(guī)模的擴大和這些算法的進步,它們可以解決對任何超級計算機來說都過于復雜的蛋白質折疊問題。

復雜性如何擊敗超級計算機

蛋白質由一長串的氨基酸構成,當它們折疊成復雜的形狀時,就會成為有用的生物機器。 弄清楚蛋白質的折疊方式是一個對生物學和醫(yī)學都具有重要意義的問題。

一臺經典的超級計算機可能會嘗試用蠻力折疊蛋白質,利用眾多處理器檢查各種可能的化學鏈彎曲方式,然后再得出答案。 但隨著蛋白質序列變得越來越長、越來越復雜,超級計算機就會停止運行。 一條由 100 個氨基酸組成的鏈,理論上可以用數(shù)萬億種方式中的任何一種方式折疊。 沒有哪臺計算機所具有的工作內存足以處理單個折疊的所有可能組合。

量子計算機專為應對復雜性而構建
量子算法采用了一種新方法來解決這些復雜的問題,即創(chuàng)建多維空間,在這些空間中,出現(xiàn)鏈接單個數(shù)據(jù)點的模式。 經典計算機無法創(chuàng)建這些計算空間,因此它們無法找到這些模式。 而對于蛋白質問題,已存在早期的量子算法,它們能夠以更高效的全新方式找到折疊模式,而無需像經典計算機那樣費力地執(zhí)行檢查程序。 隨著量子硬件規(guī)模的擴大和這些算法的進步,它們可以解決對任何超級計算機來說都過于復雜的蛋白質折疊問題。


極客網(wǎng)企業(yè)會員

免責聲明:本網(wǎng)站內容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿,凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息,均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準確性及可靠性,但不保證有關資料的準確性及可靠性,讀者在使用前請進一步核實,并對任何自主決定的行為負責。本網(wǎng)站對有關資料所引致的錯誤、不確或遺漏,概不負任何法律責任。任何單位或個人認為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁或鏈接內容可能涉嫌侵犯其知識產權或存在不實內容時,應及時向本網(wǎng)站提出書面權利通知或不實情況說明,并提供身份證明、權屬證明及詳細侵權或不實情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后,將會依法盡快聯(lián)系相關文章源頭核實,溝通刪除相關內容或斷開相關鏈接。

2022-11-17
為什么量子計算機速度更快
我們來看一個經典計算機無能為力的情況下量子計算機卻能成功應對的例子:超級計算機可能很擅長處理諸如對大型蛋白質序列數(shù)據(jù)庫進行分類這樣的艱巨任務。 但是很難看到數(shù)據(jù)中決定這些蛋白質行為的微妙模式。蛋白質由一長串的氨基酸構成,當它們折疊成復雜的形狀時,就會成為有用的生...

長按掃碼 閱讀全文