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各位网友请教一下量子计算机基本工作原理

2025-7-3
各位网友请教一下量子计算机基本工作原理
量子计算机通过量子比特的叠加和纠缠特性进行并行计算,利用量子门操作推动量子态演化,最终通过量子测量获取计算结果。以 IBM 超导量子计算机为例,其主要由量子芯片、稀释制冷机、测控系统三大核心部件构成,用户通过云端将量子计算任务提交 至经典计算机,后者将问题分解为可执行的量子指令序列并传输至量子计算测控系统。 测控系统通过微波电子设备将数字指令转换为精确调制的控制脉冲与测量脉冲,其频率 匹配超导量子比特能级间距。这些脉冲通过 iO 线缆传输,经过多级低温衰减和滤波以抑制噪声,最终到达稀释制冷机内的量子处理器。控制脉冲首先作用于基于约瑟夫森结 超导电路构建的量子比特,通过电容耦合或谐振腔实现单比特门和双比特门操作随后 测量脉冲通过读出谐振器与量子比特相互作用,其反射信号因量子比特状态不同而产生 相应频率或相位偏移,而后经隔离器和放大器传递至室温段。经典计算机对采集信号进 行解调、积分和阈值判别,并通过统计多次测量计算量子态概率分布,将最终结果经云 端返回用户,同时系统可能根据输出反馈调整振幅、时长等脉冲参数以优化门保真度或 测量效率。整个流程依赖低温环境维持量子相干性、微波硬件实现高精度操控,以及经典-量子混合架构的实时协同。