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量子计算机 发表评论(0) 编辑词条

(图)quantum computerquantum computer

量子计算机,早先由理查德·费曼提出,一开始是从物理现象的模拟而来的。可发现当模拟量子现象时,因为庞大的希尔伯特空间而资料量也变得庞大。一个完好的模拟所需的运算时间则变得相当可观,甚至是不切实际的天文数字。理查德·费曼当时就想到如果用量子系统所构成的计算机来模拟量子现象则运算时间可大幅度减少,从而量子计算机的概念诞生。

量子计算机,或推而广之——量子资讯科学,在1980年代多处于理论推导等等纸上谈兵状态。一直到1994年彼得·秀尔(Peter Shor)提出量子质因子分解算法后,因其对于现在通行于银行及网络等处的RSA加密算法可以破解而构成威胁之后,量子计算机变成了热门的话题,除了理论之外,也有不少学者着力于利用各种量子系统来实现量子计算机。

半导体靠控制集成电路来记录及运算资讯,量子计算机则希望控制原子或小分子的状态,记录和运算资讯。
1994年,贝尔实验室的专家彼得·秀尔(Peter Shor)证明量子计算机能做出对数运算,而且速度远胜传统计算机。这是因为量子不像半导体只能记录0与1,可以同时表示多种状态。如果把半导体比成单一乐器,量子计算机就像交响乐团,一次运算可以处理多种不同状况,因此,一个40位元的量子计算机,就能解开1024位元计算机花上数十年解决的问题。

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量子计算机概念编辑本段回目录

量子计算机,顾名思义,就是实现量子计算的机器。要说清楚量子计算,首先看经典计算。经典计算机从物理上可以被描述为对输入信号序列按一定算法进行变换的机器,其算法由计算机的内部逻辑电路来实现。经典计算机具有如下特点:

(图)quantum computer芯片quantum computer芯片

其输入态和输出态都是经典信号,用量子力学的语言来描述,也即是:其输入态和输出态都是某一力学量的本征态。如输入二进制序列0110110,用量子记号,
即|0110110>。所有的输入态均相互正交。对经典计算机不可能输入如下叠加态:C1|0110110 >+ C2|1001001>。
经典计算机内部的每一步变换都演化为正交态,而一般的量子变换没有这个性质,因此,经典计算机中的变换(或计算)只对应一类特殊集。
相应于经典计算机的以上两个限制,量子计算机分别作了推广。量子计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述,如二能级系统(称为量子比特(qubits)),量子计算机的变换(即量子计算)包括所有可能的正变换。因此量子计算机的特点为:

量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态,其相互之间通常不正交;
量子计算机中的变换为所有可能的么正变换。得出输出态之后,量子计算机对输出态进行一定的测量,给出计算结果。
由此可见,量子计算对经典计算作了极大的扩充,经典计算是一类特殊的量子计算。量子计算最本质的特征为量子叠加性和量子相干性。量子计算机对每一个叠加分量实现的变换相当于一种经典计算,所有这些经典计算同时完成,并按一定的概率振幅叠加起来,给出量子计算机的输出结果。这种计算称为量子并行计算。

目前发展的系统

(图)quantum computerquantum computer


包括如下物理系统:

液态核磁共振量子计算机(liquid-state NMR quantum computer)
(固态)硅晶体核磁共振量子计算机(silicon-based NMR quantum computer)
离子陷阱(ion trap)
量子光学(quantum optics)
腔室量子电动力学(cavity QED)
超导体方案
等等方法,各自有各自的瓶颈。

关于在台湾的名称
在台湾,由于人们习惯上将电子计算机称为“电脑”,所以许多人往往沿用其名称而将量子计算机称为“量子电脑”。因而,在台湾两种名称皆可见到,不过后者使用得更多。

事实上在台湾,“计算机”指的是Calculator,就是一般店员在卖东西时,计算简单加减乘除用的那种巴掌大的计算工具。台湾人由于电子工业发展得早,1970年代就大量使用“计算机”这种方便的工具来做商业计算,对应到Computer时,当然不能用“计算机”来称呼这种能够复杂运算的新产品了,于是台湾人说的“计算机”,指的是像Intel/AMD的x86类CPU或Macintosh的PowerPC/Intel MAC这种有着复杂运算的机器。

香港与台湾一样也称Computer为“计算机”。

关于在中国大陆的名称
在中国大陆地区,Computer可以称为“计算机”或者“计算机”。其中“计算机”更为广泛的指家用计算机,而“计算机”更多的指具有科研等目的专业、非多媒体计算机。由于量子技术还处于起步阶段,只能在实验室见到,故多称“量子计算机”而非“量子计算机”。

Calculator被称为“计算器”,而非“计算机”。在中文中,“器”多指具有简单结构、功能的物件;而“机”多指具有复杂结构、功能的物件。因此,“计算器”和“计算机”能很直接的区别calculator和computer。

量子计算机概况编辑本段回目录

  量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。

(图)quantum computerquantum computer

  20世纪60年代至70年代,人们发现能耗会导致计算机中的芯片发热,极大地影响了芯片的集成度,从而限制了计算机的运行速度。研究发现,能耗来源于计算过程中的不可逆操作。那么,是否计算过程必须要用不可逆操作才能完成呢?问题的答案是:所有经典计算机都可以找到一种对应的可逆计算机,而且不影响运算能力。既然计算机中的每一步操作都可以改造为可逆操作,那么在量子力学中,它就可以用一个幺正变换来表示。早期量子计算机,实际上是用量子力学语言描述的经典计算机,并没有用到量子力学的本质特性,如量子态的叠加性和相干性。在经典计算机中,基本信息单位为比特,运算对象是各种比特序列。与此类似,在量子计算机中,基本信息单位是量子比特,运算对象是量子比特序列。所不同的是,量子比特序列不但可以处于各种正交态的叠加态上,而且还可以处于纠缠态上。这些特殊的量子态,不仅提供了量子并行计算的可能,而且还将带来许多奇妙的性质。与经典计算机不同,量子计算机可以做任意的幺正变换,在得到输出态后,进行测量得出计算结果。因此,量子计算对经典计算作了极大的扩充,在数学形式上,经典计算可看作是一类特殊的量子计算。量子计算机对每一个叠加分量进行变换,所有这些变换同时完成,并按一定的概率幅叠加起来,给出结果,这种计算称作量子并行计算。除了进行并行计算外,量子计算机的另一重要用途是模拟量子系统,这项工作是经典计算机无法胜任的。

(图)quantum computer cubequantum computer cube

  无论是量子并行计算还是量子模拟计算,本质上都是利用了量子相干性。遗憾的是,在实际系统中量子相干性很难保持。在量子计算机中,量子比特不是一个孤立的系统,它会与外部环境发生相互作用,导致量子相干性的衰减,即消相干。因此,要使量子计算成为现实,一个核心问题就是克服消相干。而量子编码是迄今发现的克服消相干最有效的方法。主要的几种量子编码方案是:量子纠错码、量子避错码和量子防错码。量子纠错码是经典纠错码的类比,是目前研究的最多的一类编码,其优点为适用范围广,缺点是效率不高。

  迄今为止,世界上还没有真正意义上的量子计算机。但是,世界各地的许多实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦想。如何实现量子计算,方案并不少,问题是在实验上实现对微观量子态的操纵确实太困难了。目前已经提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束缚离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。现在还很难说哪一种方案更有前景,只是量子点方案和超导约瑟夫森结方案更适合集成化和小型化。将来也许现有的方案都派不上用场,最后脱颖而出的是一种全新的设计,而这种新设计又是以某种新材料为基础,就像半导体材料对于电子计算机一样。研究量子计算机的目的不是要用它来取代现有的计算机。量子计算机使计算的概念焕然一新,这是量子计算机与其他计算机如光计算机和生物计算机等的不同之处。量子计算机的作用远不止是解决一些经典计算机无法解决的问题。

首个商业量子计算机诞生编辑本段回目录

2007年2月26日消息:加拿大一家公司宣布已经制造出了世界上首个商业量子计算机。位于温哥华的D波系统(D-Wave Systems)公司声称他们制造的猎户计算机(Orion Computer)是用超导材料制成的,可以对数据库进行简单的搜索。这家公司计划于2008年开始出售这款计算机的商业版本,但是没有透露细节。许多物理学家们对此表示十分怀疑。

(图)quantum computerquantum computer


量子计算机要想工作必须能够操作量子粒子(Quantum Particle)使之处于叠加态(Superposition)。这些纠缠态(Entangled State)原则上使得量子计算机能够完成传统计算机的某些功能。D波公司由物理学家Geordie Rose于1999年创立,这个公司声称他们的产品有16个量子字节(Quantum Bit or Qubit),是基于两种超导材料——铝和铌构成的回路制造出来的。

由这些材料制成的电流回路对于制造量子计算机是很有希望的候选者,因为它们可以用传统的微芯片加工技术(Conventional Microchip Fabrication Technology)从薄膜中制造出来。而困难在于连接并控制量子字节使之能够进行计算。特别是,量子字节会由于与环境之间的相互作用而很快地丢失其携带的信息。

D波公司声称他们成功地通过绝热量子计算(AQC: Adiabatic Quantum Computation)技术将退相干(Decoherence)效应降到了最低程度,从而使得量子计算机能够缓慢而连续地工作。但是绝热量子计算尚需经过实验进一步检验,这就使得量子计算领域的许多专家对于猎户计算机是否真的能够工作存在疑虑。

来自英国牛津大学(Oxford University)的物理学家Andrew Steane说:“如果他们真的能够控制16位量子字节,这就意味着他们完成了非常令人激动的工作。”但他同时也表示,D波公司发布的消息来得太过突然,在这家公司发布更详细的信息前,他仍持怀疑态度。

商用量子计算机技术初窥编辑本段回目录

D-Wave和第一台商用量子计算机

Orion猎户座:传说上帝就是来自这里

量子力学,它从一个最基本的层面上描绘了整个自然界是如何运作的。使用量子力学的法则构建的量子力学计算机不仅仅意味着它会工作在纳米水平。这也意味着量子力学计算机的每一个设备都要保持温度足够的寒冷,足以实现量子效应。这也就是说为什么这套由D-Wave公司制造的Orion量子计算机系统,运行在零下负250度的缘故。这个温度要比宇宙星际空间中大多数地方都要冷。宇宙空间中的绝对零度也仅为负273度。这台量子计算机与绝对零度非常之接近。小熊在线www.beareyes.com.cn

D-Wave是全世界唯一从事商业量子计算的公司。总部位于加拿大的温哥华。去年该公司已经展示过16-qubit的量子计算机。该公司的CTO Geordie Rose表示,强大的量子级超级计算机,已经不是科幻小说中的虚构情节,现在已经可以第一次用于商业领域。今天D-Wave已经制造出了28-qubit的量子计算机,这标志着量子计算机很快会应用于真正的计算领域。小熊在线www.beareyes.com.cn

qubit是量子位的意思,它与传统计算机中的bit位有些相似,qubit是量子计算机中最为基本的信息单元。由于量子可以同时具备两种存在的形态,因此标记有16-qubit能力的量子计算机就可以同时进行2的16次方运算。也就是同时进行64000次运算。需要注意的是,这是真正意义上的同时并行运算,传统的单核心计算机在同一时刻仅仅能进行一次运算。小熊在线www.beareyes.com.cn

遥遥领先于其他量子计算的开发团队,D-Wave使用现有的半导体制造技术和芯片制造技术,代替了光电路、量子基点、激光容器或是其他要求苛刻的高端量子实验工具。D-Wave所面临的另一半问题是量子计算机的应用软件开发工作。前所未有的超强计算机,前所未有的海量数据处理能力。要想发挥出量子计算的优势,软件和算法也是相当重要的一个环节。目前D-Wave已经承诺即将发布新的量子计算机应用程序开发工具。小熊在线www.beareyes.com.cn

D-wave所研发的量子处理器,其底部固定在过滤机和制冷单元上。因为整个架构都是沉浸在温度为3 Kelvin的液氮中,而芯片上的冷却单元更是将温度调节到了10 milliKelvin。小熊在线www.beareyes.com.cn

Rose给量子计算机下了一个定义:量子是组成事物最为基本的粒子,是绘制自然界一切最为基本的语言。而在量子级别所打造的计算机,会给人留下深刻的印象,它的运算能力要远远超越传统的电脑。目前电脑的性能发展,受到了物理学定律的制约。我们的制造工艺技术再先进,也无法超越物理定律本身,因为他们的制造理论仅仅是处在经典物理学阶层。而到了量子计算机中,所使用的硬件服从的是量子力学原理。这些东西很微小,而且也十分寒冷,构建量子计算机需要异乎寻常的材料。

极端冷却与超导体

    D-Wave在制造量子芯片的时候,使用了一种非常特殊的材料——铌。当温度足够低的时候,这种铌材料就变成了超导体。常温下的铌具有普通金属的导电性,电子会以电流的形式在其中穿梭,不过它的导电性能并不是理想化的,常温下的铌会有较高的电阻值。

    然而,当铌在超低温状态下,变成超导体的时候,金属内流动的电子就会自动配对。即电子绑成库伯对(Cooper pair),其运动能够耦合为长串的电子。这些电子与导体的点阵振动在冷却到接近绝对零度时同步,这样就避免与形成电阻的金属原子发生碰撞。此时铌的电阻值也就为零。

    库伯对在进入芯片后,会由绝缘体将他们的联系打破。像是创造电子一样,这些粒子可以沿着绝缘层的通道进行传播,可以像电流一样有效的进行传导。铌可以像电流一样传输,顺时针流动,逆时针流动,又或者联合两个方向一起流动。由此,就会呈现出“0”、“1”或者是叠加的二进制值。这就是量子计算机中最基本的元素——qubit量子位。量子芯片是由一个连续的金属轨道组成的,在其下面使用硅元素做基板。这些基板与目前任何半导体制造的工艺相同。但是在其上面,却有一个金属绝缘层。这是一个完全基于磁性金属的东西,所有的信息都朝着电流流动的方向进行存储。

    D-Wave的28-qubit芯片,他们每一代芯片都是按照字母顺序以月神命名的。28-qubit芯片研发代号Leda

    量子流的流动方向会折合成一个qubit量子位的值。量子流动的朝向就可以代表二进制中的0 或 1。临近的量子位会跑在相同的或相反的方向,并且能量壁垒可以作用在不同的量子位形态中。D-Wave使用环形的电路结构来处理qubit数据。目前最高级的Leda芯片具备28个环可以实现28-qubit的运算能力。但是所有的环并不都是互相联通的,仅仅是相互临近的环才是联通的。

    库伯对在铌中通过的时候从技术上讲,它们处于一种“玻色子”状态。玻色子状态是具有零或整数自旋状态,并且任意数目的相同粒子占据相同量子状态的统计学规则的粒子,如光子、π介子或α粒子。因此可以说他们具备相同的量子态,这就是超导量子最重要的特性。利用这种特性,可以简化量子芯片的复杂度。在2002年,D-wave还仅仅能制造出2-qubit的芯片,到了2007年,已经可以制造出16-qubit的芯片了。今年D-wave已经可以制造出28-qubit的芯片了。那么未来512和1024 qubti也是有可能实现的。

    在D-Wave的量子芯片中,只有部分环形铌电路是相连的。根据超导量子的特性,电路可以被大幅简化。

量子计算机运行的环境

    许多人脑海中认为,真正的量子计算机使用的是超级计算机的计算指令集。并且他们可以实时的处理器天气预报,从分子级别制造特效药物,破解超长的密码等等。随着量子计算机商业化的浪潮席卷而来,这些应用也将越来越普及。

    不过从某种意义上来说,“广泛”的应用其实相当狭义。目前量子计算机受限于体积、运行环境和制造成本等许多因素的制约,还不能像许多科幻小说描述的那样高度的智能化。目前它仅仅可以作为一个模拟计算机。作为量子计算机的第一代产品,你可以把它想像为一种特殊用途的芯片。重点是量子计算技术还处在不断的高速发展和成熟期。目前量子计算机本身虽然有着无限的潜力,但是也有许多后续性、常规性和基础性问题需要解决。例如开发C++程序,开发编译器,开发API等工作,都需要进一步完善。

运行在Orion超级量子计算机上的图片匹配搜索程序

    而现在的Orion量子计算机的体积也是一个问题。目前D-Wave制造量子处理器的工艺仅仅停留在微米级别,他们需要进一步缩小芯片的体积。他们正在朝着5平方毫米的芯片面积迈进。这样可以进一步减小冷却设备的体积。Orion除了量子处理器以外,系统中大多数设备也需要极端的冷却。

CTO:Geordie Rose和冷却过滤系统

     所有的量子计算机设备都会存放在一个隔离舱内,这几乎是一个全金属的磁性空间,里面充满了电磁辐射。在它的内部,一半是冷却装置,一半是过滤装置。在量子计算机运行的时候,温度达到了milliKelvin级别。仅仅高于绝对零度0.01度。而在一般的星际空间里,最低的温度也就在2.7 Kelvin左右。并且在量子芯片运行的时候需要一个真空的磁性空间。其中也有许多非常小的配件。例如一些电路设备所必须的元件。

    细心的读者也许会问,为什么需要如此庞大的散热设备呢?其实量子计算机的功耗是相当惊人的。假设1吨铀235通过核发电机1天能提供7000万瓦伏电量,但这些电量在短短的10天就会被消耗殆尽,这是最保守的估计。如果一台量子计算机一天工作4小时左右,那么它的寿命将只有可怜的2年,如果工作6小时以上,恐怕连1年都不行,这也是最保守的估计。假定量子计算机每小时的功耗70摄氏度,那么2小时内机箱累计温度将达到200度,6小时后恐怕散热装置都要被融化了,这还是最保守的估计!

    除了目前这台Orion猎户座量子计算机之外,D-Wave正在研发一种新的远程访问软体。这样更多的科学家和研究人员就可以共享一台量子计算机。可以直接在系统中输入机器语言,并且图形化操作界面将更加人性化。同时D-Wave也希望将这种软体作为行业的标准,以解决不同研发机构的兼容性问题。

    这是在电子显微镜下的量子计算机芯片,与其他量子计算技术少有不同。D-Wave所使用的材料,完全是基于现有标准半导体技术的。

附件:名词解释

Orion猎户座

    Orion猎户座:赤道带星座之一。位于双子座、麒麟座、大犬座、金牛座天兔座,波江座与小犬座之间,其北部沉浸在银河之中。星座主体由参宿四和参宿七等4颗亮星组成一个大四边形。在四边形中央有3颗排成一直线的亮星,设想为系在猎人腰上的腰带,另外在这3颗星下面,又有3颗小星,它们是挂在腰带上的剑。整个形象就像一个雄赳赳站着的猎人,昂着挺胸,十分壮观,自古以来一直为人们所注目。小熊在线

量子

    量子一词来自拉丁语quantus,意为“多少”,代表“相当数量的某事”。在物理学中常用到量子的概念,量子是一个不可分割的基本个体。例如,一个“光的量子”是光的单位。而量子力学、量子光学等等更成为不同的专业研究领域。其基本概念是所有的有形性质也许是"可量子化的"。"量子化" 指其物理量的数值会是一些特定的数值,而不是任意值。例如,在(休息状态)的原子中,电子的能量是可量子化的。这能决定原子的稳定和一般问题。在20世纪的前半期,出现了新的概念。许多物理学家将量子力学视为了解和描述自然的的基本理论。小熊在线www.beareyes.com.cn

量子力学

    量子力学(Quantum Mechanics)是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科,它主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一,而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。小熊在线www.beareyes.com.cn

量子计算机

    量子计算机,顾名思义,就是实现量子计算的机器。要说清楚量子计算,首先看经典计算。经典计算机从物理上可以被描述为对输入信号序列按一定算法进行变换的机器,其算法由计算机的内部逻辑电路来实现。小熊在线

    遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。

中国科技大学研制成功世界上第一台量子计算机编辑本段回目录

    2007年初,中国科技大学微尺度国家实验室潘建伟小组在《Nature·Physical》上发表论文,成功制备了国际上纠缠光子数最多的"薛定谔猫"态和单向量子计算机,刷新了光子纠缠和量子计算领域的两项世界记录,成果被欧洲物理学会和《Nature》杂志等广泛报道。  
  在四月份,该小组提出并实验实现不需要纠缠辅助的新型光学控制非门,减少了量子网络电路的资源消耗。 
  九月,该小组利用光子"超纠缠簇态"演示了单向量子计算的物理过程,实现了量子搜索算法,论文发表在《Physical Review Letters》上。  
  最近,该小组又在国际上首次利用光量子计算机实现了Shor量子分解算法,研究成果发表在12月19日出版的国际最权威物理学期刊《Physical Review Letters》上,标志着我国光学量子计算研究达到了国际领先水平。   
  这一系列高质量的工作已经获得了国际学术界的广泛关注和认可。  
  2007年3月,潘建伟教授应邀和美国UIUC大学教授P. Kwiat,NIST教授D. Wineland,维也纳大学教授A. Zeilinger一起在美国物理年会新闻发布会上介绍了量子信息的最新进展。  
  潘建伟教授还应邀在美国《光学和光子新闻》刊物上撰写了关于光学量子计算最新进展的综述文章。  
  特别引人注目的是,11月16号出版的英国《新科学家》杂志在"中国崛起"的专栏中,把中国科大在量子计算领域取得的一系列成就作为中国科技崛起的重要代表性成果,进行了专门介绍。
这是2000年人民网介绍的IBM的量子计算机
IBM的量子计算机,证实了超级运算潜力无穷
    人民日报网络版8月21日讯   近日,世界上最先进的量子计算机在IBM阿蒙德(Almaden)研究中心研制成功。科学家宣称量子计算机能够解决传统计算机难以完成的计算问题。
    Isaac L. Chuang是研究小组领导人,领导着来自IBM研究院、斯坦福大学以及Calgary大学的科学家,他说:"预计2020年将是量子计算机的时代,摩尔定律不再实用,集成电路将由分子和原子直接构成。事实上,构成量子计算机的基本元素就是分子和原子。"
    量子计算机的进步得益于其由原子或原子核构成的物理特性,原子或原子核以量子位(qubits)的形式协同工作,构成了计算机的处理器和内存。在与外部环境
    相隔离的情况下,量子计算机通过量子位之间的相互作用完成计算任务。经理论学家预测,并已被最新研究成果证实:量子计算机执行特定计算任务的能力要比传统计算机高出成指数幂的倍数。
    新型量子计算机包含有5个量子位,它将一个分子内的5个氟原子进行特殊设计,使得氟原子核在旋转时能以量子位的形式相互影响。量子位经过无线电脉冲的编程,能被核磁共振设备所接收,类似于医院或化学实验室里常用的那种核磁共振设备。
    利用微粒子特性,Chueng的研究小组仅用一步计算就完成了传统计算机需经过多次循环才能解决的数学难题。有一个数学难题叫"次序查找",就是查找特定功能的周期。这是数学难题中的典型,也是构成诸如加密算法等重要应用程序的基础。
    "次序查找"问题又可通过以下方式描述:在一个有许多房间的屋子里,随机放置着相同数量的单向通道,一些通道能够自己构成回路,返回启始点。由此可以判定,在某种情况下,一个人穿过一定数量的房间和通道可以回到启始房间。这个问题是以最少次数的查询模式,计算出一个人返回启始房间前所必须通过的最少通道数。IBM研制出的5量子位计算机能够用一步计算就解决各种问题,而传统计算机要依照不同情况分四步计算得出结果。这项最新成果证实了早些时候由加拿大Calgary大学Richard Cleve教授做出的预测。
    量子计算机的发展前景是美好的,潜力是无穷的,但同时也面临着极大的挑战。IBM的5量子位量子计算机目前只是一个用于研究实验的仪器,将它商业化还需要很长一段时间,因为商用量子计算机至少需要几十个量子位,才能真正解决现实中存在的问题。
    研究小组领导人Chuang说:"这项研究成果给予我们很大信心,使我们懂得量子计算机如何才能融入未来的技术。我们确信,总有一天,量子计算机能够真正实用,解决传统计算机即使花费上百万年也不能解决的难题。"
    Chuang还说:"量子计算机适用的第一批应用程序很可能是具备协同处理能力特殊用途的程序,例如数据库查询以及复杂数学问题的求解等。加速字处理或Web处理将不是量子计算机适用的范畴。
    8月16日,在斯坦福大学召开的Hot Chips 2000的会议上,Chuang向人们展示了这项最新研究成果(这个会议是由美国电气工程师协会(IEEE)计算机分会组织的)。Chuang的合作伙伴有IBM Almaden研究中心的Grgory Breyta和Costantino S. Yannoni,斯坦福大学研究生Lieven M. K. Vandersypen和Matthias Steffen,以及Calgary大学的计算机理论学家Richard Cleve。研究小组还就试验成果向著名刊物"科学"杂志和"物理展望"杂志提交了一份技术报告。

    背景资料:
    当量子计算机理论在七、八十年代被第一次提出时(其理论学家有加里福尼亚技术研究院的Richard Feynmann,Argonne国家实验室的Paul Benioff,牛津大学的David Deutsch,以及IBM 华盛顿研究中心的Charles Bennett),许多科学家对能否真正制造出这样的机器持怀疑态度。但到了1994年,AT&T研究院的Peter Shor提出了一种能比传统计算机运算速度快上指数幂倍数的量子算法,这个算法强大到足以解开著名的公开秘钥加密算法中的私用秘钥。Shor的算法为量子计算机的发展开辟了道路。从此,世界众多研究小组加入该研究行列,在量子计算机研究领域取得的重大进步络绎不绝。
    Chuang是世界上最优秀的量子计算机实验专家之一。他还领导着世界上第一个2量子位计算机(1998年在加州大学Berkeley分校)以及3量子位计算机(1999年在IBM的Almaden研究中心)的研究工作。今天发布的次序查找问题是量子计算机至今为止所演示的最复杂的算法。  

中国科技大学研制成功世界上第一台量子计算机

研究成果发表在2007年12月19日出版的国际权威物理学最权威的期刊《 Physical Review Letters》上,标志着我国光学量子计算机研究达到了国际领先水平。

 无标题.JPG

参考文献编辑本段回目录

http://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E9%87%8F%E5%AD%90%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA
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http://club.xilu.com/emas/msgview-821955-739703.html

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