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量子计算机方面论文范文集,与量子计算的昨天、今天和明天相关论文答辩
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340;潜在应用价值.互联网如今已经是人类社会不可分割的一个重要部分,而互联网的安全几乎完全取决于加密技术.在公钥加密和电子商业中被广泛使用RSA加密算法所依仗的,就是对极大整数做因数分解的困难程度.它原本被认为是不可破解的,但在量子计算机面前却可能不堪—击.量子计算机的另一强项是搜寻.搜寻是计算机应用上一个非常基本且重要的课题.比如有十个盒子,其中之一里面有一把钥匙.运气最坏的情况是把每个盒子都打后才找到钥匙,即搜寻了十次.平均来说则需要无次.理论上已经证明,如果要从N个东西里搜寻到一个特定的东西,传统计算机需要搜寻的次数是与N成正比的.而格罗弗（LovGrover）在1996年提出的应用于量子计算机的格罗弗算法,其搜寻次数仅与N的开方成正比.如果N是一百万,传统计算机需要搜寻的次数是在一百万的数量级.相比之下,量子计算机需要搜寻的次数仅为一千的数量级.量子计算机与常规计算机最大的不同在于一个处于叠加态的量子位元能够同时进行两个独立的运算,而常规位元一次仅能进行一个独立运算.理论上讲,300个处于叠加态的量子位元可以同时进行2300个运算,300个常规位元则只能进行300个运算,它们之间的差异当然是天文数字.
不论是秀尔算法还是格罗弗算法,都只是为量子计算提供了重要的理论依据.要想真正实现量子计算,必须得能建造量子计算机.1994年,劳埃德（SethLloyd）和金布尔（JefFKimble）等人利用原子与光子耦合技术,创造了最初的量子逻辑门.同一时间,瓦恩兰（DaveWineland）和门罗（ChrisMonroe）则用离子阱与激光技术实现了类似的量子运算.不久之后,麻省理工学院的科研人员使用核磁共振技术建造具有七个位元的量子计算机,并在其上应用秀尔算法成功分解了整数15——这标志着量子计算由理论走入了实践.
尽管最近十几年来量子计算机的研制取得了长足的进步,但总体上说仍然处于摸索阶段,专家们对于建造量子计算机的最佳途径也没有共识.除了上面提到的核磁共振等三种方案,还有超导体、量子点、光学格点、电子自旋共振之类五花八门的十余种方案.然而所有这些方案中还没有一个可以脱颖而出,引领我们造出具有大量量子位元的大尺度量子计算机.
制造量子计算机最大的难题是如何克服外界对处于叠加态的量子系统的干扰.量子位元不但相互之间能够形成我们需要的量子缠结,它们也可能与外界的原子、分子之间形成量子缠结.如此一来,外界一个微小的扰动就有可以引发量子计算机中量子位元一系列的连锁反应,使量子叠加态遭到破坏（这种现象被称为量子退相干）,从而导致计算错误.因此,量子计算机不得不消耗大量的资源用以控制和克服量子退相干引起的偏差.这个问题至今也没有找到比较完美的解决办法,可以说是现有的各种量子计算机的软肋.为了有效地对付量子退相干,科学家们正在寻求新的突破口.其中有两个研究方向很值得注意：拓扑量子计算机和以玻色一爱因斯坦凝聚为基础的量子计算机.前者是以所谓“量子辫子”来作为量子位元,由于“量子辫子”是由二维空间上的奇异粒子（非阿贝尔任意子）在时空中的演进而形成的,它的拓扑性质不会因外界的扰动而改变,从而可以有效抑制量子退相干的影响.后者则是利用某些物质在极低温度下进入玻色一爱因斯坦凝聚态后所具有的
量子计算机方面论文范文集
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由于量子计算机在军事、民用和国家安全等诸多方面具有极大的潜在价值,几十年来,很多政府和民间机构都投入了大量的人力、物力和财力对它进行研究和开发.尽管如此,量子计算机目前基本都还处于实验室研究阶段,我们距离制造出方便、实用的量子计算机看起来还有相当长的一段路要走.不过这种情况最近似乎开始发生了一点变化.美国最大的国防工业承包商洛克希德·马丁公司不久前宣布,准备将购自加拿大D-Wave公司的量子计算机系统正式投入使用,用它来“设计和测试复杂的雷达、空间和飞机系统”.这是第一家尝试将量子计算机用于商业用途的公司,究竟能否达到预期的效果,也许数年之后才会见分晓.如果洛克希德·马丁公司与D-Wave公司的尝试获得成功,这可能就是量子计算开始起飞的标志.
（本文编辑谢宁）
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