量子计算机和生物计算机各自的优缺点

一、量子计算机和生物计算机各自的优缺点

一、生物计算机。

优点:

1、体积小,功效高。

生物计算机的面积上可容纳数亿个电路,比目前的电子计算机提高了上百倍。同时,生物计算机,已经不再具有计算机的形状,可以隐藏在桌角、墙壁或地板等地方,同时发热和电磁干扰都大大降低。

2、生物计算机的芯片永久性与可靠性。

生物计算机具有永久性和很高的可靠性。若能使生物本身的修复机制得到发挥,则即使芯片出了故障也能自我修复。

(这是生物计算机极其诱人的潜在优势)蛋白质分子可以自我组合,能够新生出微型电路,具有活性,因此生物计算机拥有生物特性。

生物计算机不再像电子计算机那样,芯片损坏后无法自动修复,生物计算机能够发挥生物调节机能,自动修复受损芯片。

3、生物计算机的存储与并行处理。

生物计算机在存储方面与传统电子学计算机相比具有巨大优势。一克DNA存储信息量可与一万亿张CD相当,存储密度是通常使用磁盘存储器的1000亿到10000亿倍。

生物计算机还具有超强的并行处理能力,通过一个狭小区域的生物化学反应可以实现逻辑运算,数百亿个DNA分子构成大批DNA计算机并行操作。

4、发热与信号干扰。

生物计算机的元件是由有机分子组成的生物化学元件,它们是利用化学反应工作的,所以;只需要很少的能量就可以工作了。

因此,不会像电子计算机那样,工作一段时间后,机体会发热,而生物计算机的电路间也没有信号干扰。

5、数据错误率。

DNA链的另一个重要性质是双螺旋结构,A碱基与T碱基、C碱基与G碱基形成碱基对。每个DNA序列有一个互补序列。这种互补性是生物计算机具备独特优势。

如果错误发生在DNA某一双螺旋序列中,修改酶能够参考互补序列对错误进行修复。

缺点:

1、生物计算机从中提取信息困难。一种生物计算机24小时就完成了人类迄今全部的计算量,但从中提取一个信息却花费了1周。这也是目前生物计算机没有普及的最主要原因。

二、量子计算机。

优点:

1、量子计算机拥有强大的量子信息处理能力,对于目前多变的信息,能够从中提取有效的信息进行加工处理使之成为新的有用的信息。

运用这种方式能准确预测天气状况,目前计算机预测的天气状况的准确率达75%,但是运用量子计算机进行预测,准确率能进一步上升,更加方便人们的出行。

2、量子计算机由于具有不可克隆的量子原理这些问题不会存在,在用户使用量子计算机时能够放心地上网,不用害怕个人信息泄露。

3、量子计算机拥有强大的计算能力,能够同时分析大量不同的数据,所以在金融方面能够准确分析金融走势,在避免金融危机方面起到很大的作用;

4、在生物化学的研究方面也能够发挥很大的作用,可以模拟新的药物的成分,更加精确地研制药物和化学用品,这样就能够保证药物的成本和药物的药性。

缺点:

1、量子消相干。

量子计算的相干性是量子并行运算的精髓,但在实际情况下,量子比特会受到外界环境的作用与影响,从而产生量子纠缠。

量子相干性极易受到量子纠缠的干扰,导致量子相干性降低,也就是所谓的消相干现象。

2、量子纠缠。

量子作为最小的颗粒,遵守量子纠缠规律。即使在空间上,量子之间可能是分开的,但是量子间的相互影响是无法避免的。

3、量子并行计算。

量子计算机独特的并行计算是经典计算机无法比拟的重要的一点。同样是一个n位的存储器,经典计算机存储的结果只有一个。

4、量子不可克隆。

量子不可克隆性,是指任何未知的量子态不存在复制的过程,既然要保持量子态不变,则不存在量子的测量,也就无法实现复制。对于量子计算机来说,无法实现经典计算机的纠错应用以及复制功能。

参考资料来源:百度百科-生物计算机

参考资料来源:百度百科-量子计算机

二、量子计算产业化已经落地了吗?

据报道,10月11日,量子计算云平台“中国版”正式启动,量子计算的商业化落地近在咫尺,相关负责人表示,云平台“中国版”启动,开启量子计算产业化落地,第二次量子信息革命正在加速到来。

据悉早在2016年,IBM就向公众开放了一款基于云的量子计算平台——“Quantum Experience”,用户登录后能使用一台5量子比特的量子计算机进行算法或实验模拟;2017年3月,又宣布计划建立业界首个商用通用量子计算平台IBMQ。

中国此次的计算机是由中科院与阿里云合作发布的,是为用户提供量子计算的起点,希望推动量子计算产业化,实现三方面的愿景:一是提升现有计算,包括提升机器学习、组合优化等性能,带动基于这些核心计算的业务;二是赋能新兴产业,营造量子信息技术的生态系统;三是扩充安全,加强已有的量子加密通信技术,使用量子卫星,推出基于量子密码的安全计算。

专家表示,量子计算有两条实现路径,一是通用量子计算,这是非常艰难的,需要实现量子容错等。而在计算深度和比特有限的情况下,能否制造一个模拟机,在某些特定问题上,比超级计算机更快。

希望量子计算机可以早日被应用到更多的领域!

三、如何看待D-Wave量子计算机的神话破灭

量子计算机目前处于3岁刚起步的阶段,虽然可能随时倒下,但是作为晶体管的代替者是前途无量的,在60年代IBM的CEO说过,其实世界只需要5台计算机;咱们不说他是错的,回到当时的年代,计算机还在使用电子管;一个电子管和现在的手电筒一样大;一个计算机由上百个电子管组成,每个电子管都要相隔10cm以保证散热,这时候就要一个巨大的房间并且有一台永不停息的空调吹着;想一想,这都是个人用户不能承担的;和现在的d-wave很像;但是随着制造工艺的不断提升;在未来30年就可以见到消费者级的量子计算机(如果不会被其他材料代替的话),所以不要以现在看未来,毕竟未来总是能让你吓一大跳,要学会以未来看过去;在未来没有什么不可能;