(2018·广东潮州二模)阅读下面的文字,完成1~3题。
材料一 星球战士从某一地点突然消失,而瞬间出现在遥远的另一地点。这样的科幻小说的场景实际上是存在的,这就是量子隐形状态。在这个过程中,一个物体的状态可以在某地突然消失,而以极快的速度在遥远的某地重现出来。1993年,来自4个国家的6位科学家将这一神奇的现象在理论上揭示出来。在这个科学方案中,量子纠缠起着至关重要的作用。
“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔提出的有关猫生死叠加的著名思想实验,是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。实验是这样的:在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质。之后,有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫,同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。这时的猫处在既死又活的叠加态。量子理论认为:如果没有揭开盖子,我们永远也不知道猫是死是活,它将永远处于既死又活的叠加态;然而当你打开盒子的时候,叠加态突然结束,呈现单一的状态(猫要么死了,要么活着,再不是既死又活的叠加态)。量子的状态跟这只猫的状态差不多,在被你看到真相之前,它是多种状态的叠加,一旦介入观测,就会坍缩成一种固定状态。
分解一个2048比特的数
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传统计算机
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量子计算机
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时间
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10年
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24小时
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硬件
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占据1/4北美面积的服务器农场
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小房间里的一台量子计算机内含一百万个量子比特
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(摘自《科学时报》、百度百科)
材料二 2016年,我国成功将源于量子纠缠理论的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。这使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,最终将构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。
美国加州理工学院物理学家约翰·普瑞斯基尔基于量子叠加态的理论,在对自己“量子霸权”的解释中,为量子计算机设定了一个初步标准:目前顶级的超级计算机能够完成5到20个量子比特的量子计算机所做的事情,但未来超过49个量子比特后,量子计算机的能力就会让超级计算机望尘莫及。传统计算使用的运算规则是二进制的,用0和1记录信息状态,每一步能做到的只有2的一次方——2次