月度归档:2011年04月

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“物理评论快报”上,标志着我国光学量子计算机研究达到了国际领先水平。
2007年11月,将发表在物理评论快报

论证了Shor的量子分解算法编制光子比特版本

朝阳路,丹尼尔‧布朗,陶杨,建卫派嗯

我们报告一个一Shor的算法遵守光子量子位的版本使用四个实验示范。 我们选择了该算法的最简单的实例,即,$因子,每组15美元的情况是,在同期则为ř = 2 $,并利用一个简化的非线性光学网络,以协调一致落实执行和半模指数的量子电路经典量子傅里叶变换。 在此计算,真正的多粒子纠缠是观察远支持它的量子性质。 本实验代表了走向全面实现Shor的算法和可扩展的线性光学量子计算的必要步骤。

2007年美国物理学会。

中国科技大学的这篇泌乳素似乎很有分量。两个月前,这篇论文还仅仅是预印本的时候,“新科学家”(新科学家)就报道了

量子威胁我们的机密数据

* 2007年9月13日
* Saswato达斯
*杂志上2621

这似乎感兴趣的一个深奥的成就,只有极少数的计算机科学家,但量子计算机的出现,可以运行一个程序中调用Shor的算法可能有深远的影响。 这意味着最危险的威胁所构成的量子计算 – 能够打破代码,保护我们的银行业,商业和电子商务数据 – 现在是一个更接近现实的一步。

再加上担心的是,这一壮举已经执行的不是一个而是两个研究小组各自独立的事实。 一个团队由安德鲁在布里斯班,澳大利亚昆士兰大学的白色,由朝阳路(中科大的,第一作者;潘建伟是通信作者)其他对科学技术大学的中国,在合肥。 这两个集团已经建立基本的基于激光的量子
计算机可以实现Shor算法 – 数学例行击败当今最常见的加密功能…

潘建伟的论文被泌乳素接收后,还没有正式发表,德国的“创新报导”又发表了评论:

量子计算机的突破和暗物质恒星
(30.11.2007)
突出了这个问题:一个量子计算机的突破和暗物质恒星。

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量子计算机的突破

朝阳路,丹尼尔‧布朗,陶杨,建卫派嗯
物理评论快报(即将出版)&

英国石油公司兰因,TJ Weinhold,NK细胞兰福德,米巴比,DFV詹姆斯,答吉尔克里斯特,银白色
物理评论快报(即将出版)

两个研究小组各自独立地设法解决光实验为基础的量子计算机的一个数学问题。 成就的同时似乎是真正的(虽然简陋)量子力学计算的第一个实验示范。 量子纠缠光子操纵机械两组数字来计算的主要因素15。

虽然物理学家可以得到答案的问题,通过查询,平均小学的孩子来说更容易,这两个群体使用的方法涉及量子力学方法俗称Shor的算法而闻名。 以前的理论工作表明,该算法可能裂纹实际上是与非量子力学(古典)电脑牢不可破的加密代码。

虽然没有很大的必要因素,小到15个数字,研究结果表明,量子计算与现有的技术是可行的,可以在原则上扩大规模,以解决问题,将采取比宇宙年龄更长的时间来解决任何经典计算机,但会要求在量子计算机只需数分钟。

除了大量分解,解决其他具有挑战性的数学问题,量子计算机的基础上,这两个组的工作可以帮助在物理和化学模型量子力学问题(本身为一个量子模拟实验的C.-Y.路等例子。),并导致超高速搜索算法。

朝阳路(中科大的,第一作者;潘建伟是通信作者)和他的研究小组目前正在扩大其工作,试图操纵量子位的数目越多。 从长远来说,他们计划增加他们的量子量子计算机的内存,这可能会进一步增加他们可以控制光子的数量。 此外,由于光子的损失是一个光量子计算的大问题,他们正在对一些基本的量子密码保护,可以从量子信息的光子损失的错误。这些各种各样的问题是至关重要的努力,以扩大光子量子计算。 – Jr的

澳大利亚的一个小组和中科大同时实现了这一伟大的突破。

重要的句子:
这两个集团已经建立基本的基于激光的量子
计算机可以实现Shor的算法。 – 数学例行击败当今最常见的加密

电子计算机将被取代,量子计算机将成为主流

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数据量也变得庞大。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——量子信息科学,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信息,量子电脑则希望控制原子或小分子的状态,记录和运算信息。
1994年,贝尔实验室的专家彼得·秀尔(Peter Shor)证明量子电脑能做出对数运算,而且速度远胜传统电脑。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,量子电脑就像交响乐团,一次运算可以处理多种不同状况,因此,一个40位的量子电脑,就能解开1024位电脑花上数十年解决的问题。

到底什么是量子计算机

先从个人背景说起吧 我本科是北师大的 看我的名字就知道了 本科四年里除了考试前的突击周 我从没有去上过自习 但是后来同学聚会 同学们对我的印象居然都是我学习还不错 不由得窃笑 快毕业时跟着凑热闹考研 每科都过了 但是总分差半分 我当时听到录取分数时的反应是大大地送了一口气 反正我考了 跟老妈交待得过了 我本科成绩那么烂 对物理根本一窍不通 要是上了研 不是要折磨死我么 再说我们北师大也不能如此宁滥毋缺么

于是我高高兴兴地去当光荣的人民教师了 当了1年 就受不了了 开始怀念学生生活 于是又花了1年 考寄考托 开始了研究生涯

我对物理的各支派完全没有任何概念 于是选了系里一个最慈眉善目的当导师 很不幸 我硕士一答辩完 他就退休了 我只好换导师换方向

于是选了系里一个最帅的大帅哥 很不幸 博士资格考刚考完 他回祖国加拿大了 因为他太太不喜欢美国 我只好又换导师换方向

于是选了当时系里的首富 就是我的博士导师 那时量子计算机还算新兴行业 比较好拿基金 我就是如此走上量子计算机这条路

量子计算机从兴起到现在也有10年了 但是对量子计算机到底是什么 为什么会比传统计算机强 强在哪儿 有什么应用前景 有什么局限 现在到底进展到什么程度了 即使在科学界 也还是有很多的误解 例如 我听一个工程系的教授总结说 量子计算机就是牺牲精度来换取速度 这话实在是大大地谬误 既然咱河里有科学版 那我就来小小的科普一下

声明一 我的物理知识 基本上是来美国之后学的 所以不知道中文名词到底应该是什么 可能很多会用英文 也可能自己乱翻译

声明二 科普的分寸 真的不好把握 太粗了吧 不符合我科学界的严谨 也容易造成误解 太细了吧 大家会不知所云 看不下去 我现在还在挣扎中 我写博士论文时 老板给我的指导是 你是写给物理系其他方向的人看的 那我现在的观众群大概应该定位为有大学程度非物理专业的人士

声明三 爱莲 你答应送花的啊

钻石是量子计算机芯片最好选择

“钻石恒久远,一颗永流传。”不仅妙龄女郎迷恋钻石,科学家们也爱上了钻石。   他们目前正在做的最重要工作之一,就是把像笔记本电脑一样小巧轻便、运算能力却超过巨型计算机的量子计算机,送到我们的日常生活中。而最新研究显示,钻石或许是量子计算机芯片的最好选择。   3月22日,美国物理协会达拉斯会议上,科学家们展开大讨论,试图给量子计算机一颗最合适的心。   量子计算机是什么,它有什么好处?用一句诗意的话来回答就是,如果当前的普通计算机是单一乐器,量子计算机就像交响乐团,可以同时进行多种演奏。   我们知道,当前的计算机几乎都采用二进制系统,数据在计算机中的呈现无非是0或1,而量子计算机的取值可以同时既为0又为1,这使得它具备无与伦比的运算能力。   例如,一个非常复杂的密码体系,要解开它,就必须从几十万亿种可能答案中选出一个正确的答案。用目前的普通计算机,要算1000年才能算出来,而用量子计算机,就只需几分钟。   未来的量子计算机几乎在瞬间就能从庞大的数据库中找出重要信息。科学家们形容它能在“稻草堆中找到—根针”。眼下的信息时代,全球存储的电子数据呈爆炸级增长,量子计算机可以让人们从“信息海”里更轻易地精确搜寻到自己想要的信息。   同时,量子计算机的超级运算能力,可能极大地促进物理、化学、材料科学及生物学的发展。科学家们认为它应当首先被用于研究和设计用普通电脑无法模拟的复杂分子,比如新药和高分子材料,随后就应该能运用于更普通的消费产品上。   令人激动的种种应用前景,使全世界掀起了量子计算机研究热潮,美国、日本等国投入了大量科研经费,惠普、IBM等公司也参与其中,希望在未来竞争中占据先机。   2009年11月15日,世界首台量子计算机在美国正式诞生。这台量子计算机的核心部件是铝晶片,其计算准确率达到79%。   在3月22日美国物理协会达拉斯会议上,加州大学圣巴巴拉分校的学者大卫·艾维萨洛姆(DavidAwschalom)指出,量子计算机的准确率完全可能达到85%~95%,如果人们把量子计算机芯片材料换成——钻石。   不过,用作芯片的钻石,与珠宝店里熠熠生辉的钻石可不一样。“完美的钻石并不是我们需要的。有瑕疵才是这项技术的关键所在。”大卫说。   了解珠宝的人知道,钻石中最常见的杂质是氮,氮会让钻石颜色发黄。而氮也能让钻石成为绝佳的量子计算机芯片材料。   做芯片当然不会是一整颗钻石,而是用现代材料技术制备出的钻石薄膜——大约几百纳米厚,几平方厘米大小。大卫介绍说,科学家们在钻石上故意制造出原子大小的瑕疵,再充入氮原子。这些充氮钻石的信息储量是目前硅芯片系统的数百万倍,同时信息处理速度也是后者的数十倍。   而且,钻石的高度稳定性,可以让以它为芯片的量子计算机在常温下工作,而目前正在开发的其他量子系统,有时需要温度接近绝对零度。   不过,钻石芯片的寿命并不“恒久远”,但是也足够长,IBM阿尔马登研究中心的物理学家塞巴斯蒂安·罗斯(SebastianLoth)说,“只需几毫秒,就够你做数百万次操作了。”