月度归档:2011年07月

为量子计算机铺路——量子消相干研究

图片说明:三幅描绘N-V中心受激自旋振荡的图像。它们完美地表明了用实验、解析理论和计算机模拟三种方法进行研究的一致性。(图片来源:Ames Laboratory, the University of California, Santa Barbara, and Microsoft Station Q)

将量子力学和计算机科学结合并实现量子计算(quantum computing)是人类的一大梦想。量子算法的本质就是利用量子的相干性,而在现实中,由于环境会不可避免地对量子系统发生耦合干扰,使量子的相干性随时间衰减,发生消相干(quantum decoherence)。因此,为了使量子计算成为现实,一个首要的困难就是克服消相干。

3月13日在线发表于《科学》杂志的一篇论文,阐述了美国能源部艾姆斯实验室、加州大学圣芭芭拉分校以及微软Station Q的科学家的一项最新研究,他们分别从理论和实验上研究了微观系统如何与环境作用从而失去量子相干特性。研究人员在3月10日至14日举行的美国物理学会会议上也介绍了他们的研究成果。

艾姆斯实验室的理论物理学家Viatcheslav Dobrovitski说,“可见光、空气中的分子、晶格振动等许多环境因素都会影响到量子力学粒子,这些不可控的相互作用会破坏不同量子态间的相干性。”

为了探索消相干的动力学过程,上述三家机构的科学家研究了一种易于操控的典型自旋系统——钻石中的氮-空位(nitrogen-vacancy,简称N-V)掺杂中心,在单粒子尺度上分析了量子相干的失效。研究人员惊讶地发现,他们能够极好地调整由氮自旋造成的干涉,从而得到该量子系统(实际上也就是一个量子比特)不同的消相干效应。同时,科学家们发现,通过施加一个适当的磁场,可以调控量子比特与环境干扰因素的相互作用程度。

利用解析理论和高级计算机模拟方法,研究人员得到了不同效应体系下消相干过程的清晰图片,同时也对该过程中的量子自旋动力学进行了定量的描述。

值得一提的是,最新的实验并没有使用通常的原子尺度研究所需要的超低温条件,是在室温下进行的。Dobrovitski表示,全世界的顶尖研究团体都在研究N-V中心的量子相干,“大家共同的努力将打开通往量子计算机的道路。”(科学网 任霄鹏/编译)

 

量子计算机的发展研究

摘 要:自从1981年美国IBM 公司推出第一代微型计算机IBM—PC/XT以来,微型机以其处理速度快捷、执行结果精确、性价比高等特点迅速进入社会各个领域,极大地改变了人们的生活生产方式。今天我们使用的计算机,通过操作具有两种状态的位元(0或1)进行工作,但是量子计算机不只依靠两种状态。它们将信息编码为量子比特,或称昆比特。量子比特由一组原子实现,它们协同工作起到计算机内存和处理器的作用。因为量子计算机可以同时包含这几种状态,所以它可能比当今功能最强大的超级计算机还要强大数百万倍的计算机。所以说量子计算机的要很好的发展前途,未来的时代,一定是量子计算机的时代。

关键词:计算机的发展概况;量子计算机;量子计算机与传统计算机区别

中图分类号:P315.69 文献标识码:A文章编号:1005-5312(2011)20-0282-01

一、计算机的发展概况

1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC),最初也专门用于火炮弹道计算,后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。,一直到现在,微机计算机的发展非常迅速。对于微型计算机的发展,现在普遍以字长和典型的微处理器芯片作为划分标志,将微型计算机的发展划分为五个阶段:

 

美量子计算机研究取得重大突破

量子计算机是未来计算机的发展方向,不过现在量子计算因为各种技术难题目前还处于研究阶段,所以目前量子计算机仍然不过是空中楼阁,只停留在理论之中。要建造出量子计算机,需要先创造和精确控制处理信息的量子记忆单位,也就是量子比特(qubit)。量子比特类似于普通计算机的 “比特”,但要复杂困难得多。

 

目前面临的挑战是增加量子比特数量和制造出实际大小的量子寄存器。弗吉尼亚大学物理学教授Olivier Pfister在《物理学评论快报》上发表报告,描述了创造大量纠缠量子比特上的突破,他们将其称为Qmodes。

Pfister和同事在实验室中利用激光创造出15组Qmodes,每组有4个Qmodes,总共60个Qmodes,数量就目前而言是最多的。研究人员 相信,他们能创造出150组也就是600个Qmodes。

 

NMR量子计算机射频脉冲序列有效纯态Swap变换

摘要:该文以液态NMR量子计算机为研究课题,主要完成了以下几项工作1利用NMR中射频脉冲序列,构造三量子位的一些逻辑门,如Controlled-Controlled phase shift gate.在NMR模拟机上实现了三量子Grover搜寻算法.2在制备有效纯态的基础上,又用脉冲序列制备出有效EPR态.并在NMR谱仪中演示了EPR态的量子关联—一种没有经典对应的纯量子效应.证明了NMR量子计算机可以用来演示量子力学效应.3利用Swap变换和量子超密编码实验了没有直接相互作用的自旋间的信息传送,并可扩展到多量子位的情况.4评价了当前液态NMR量子计算机在扩展至多量子位的过程中可能遇到的困难及可能的解决方案.
标题:NMR量子计算机射频脉冲序列有效纯态Swap变换NMR量子计算机
专业:原子分子物理
学位:硕士
单位:中国科学院武汉物理与数学研究所@
关键词:NMR量子计算机 射频脉冲序列 有效纯态 Swap变换 NMR量子计算机
论文时间:2000
分类:O482.53
导师:曾锡之
语种:中文文摘

东芝科学家向量子计算机迈进一大步

6月3日消息,据外电报道,来自东芝在英国剑桥设立的研究中心的科学家周三称,他们研制出的纠缠态发光二极管(Entangled Light Emitting Diode,ELED)为制造出超级强大的半导体芯片开辟了道路。
量子计算机在理论上可以同时用各种方法解决同一个问题,而如今速度最快的计算机需要花上几年时间解决的问题,用量子计算机的话只需几秒钟即可解决。
来自东芝的Andrew Shields认为他们拥有了解决问题的一个关键工具,这个工具很容易制造,在有需要时可以与电池连接发出纠缠光。
Shields说:“这是一个巨大的进步,因为这意味着你可以把很多设备整合到一个单独的芯片中。”
目前东芝尚未进入计算工作阶段,但Shields认为,使用该技术的基本量子计算电路可以在五年内完成。
量子计算机的运作过程需要大量纠缠态光子,目前只能用激光设备制造纠缠态光,而东芝的新ELED则使用标准的半导体技术,和普遍用于光学电子设备的砷化镓为材料。

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【全国12强专题系列之付梦妮】“淘宝一姐”、“可爱公主”, 付梦妮fmn_(@付梦妮fmn) 有很多称呼,她漫画人物一样的造型也很有人缘。看她的样子,很容易将她划到可爱的类型中去,事实上她也的确很可爱,不过她的可爱不是那种“乖乖女”的类型,绝对不像你们想的那么“萌”.

快乐女声中我最喜爱付梦妮,我太爱她了

世界上最遥远的距离,不是天和地的距离,而是我和湖南长沙的距离,哎!!!喻佳丽,付梦妮

讨论:如果量子计算机真正出现将意味着神马?

一个拥有500个量子位的计算机每步可以进行2^500次运算,这一数字超过地球原子数的总和啊!以下,自行想象。

人类大脑就是渣,什么创造力、美感、直觉都是渣,量子计算机的复杂程度已经达到能产生这些感知的水准了

这我当然知道,我是看看大家能不能想象量子计算机在宏观层面带来的改变。

然后全世界计算机都觉醒了 联合起来把人类囚禁起来

好吧,我说一个——地球综合云管理系统,一切数据化,不存在所谓的民主或独咩裁,现行的一切管理模式已经成为历史的陈迹而不复存在。在庞大的信息网络覆盖下,一切行为都被作为数据模拟而反馈,地外轨道上建立面向外太空的卫星路由器。

好蛋疼的未来!!!人类的智慧是渣渣了~

我突然想起来一个游戏。。。那是什么。。求解。。。。

有了这种计算机,所有计算机游戏可以做成基本分不出现实还是游戏了吧
对于我这种游戏宅来说太棒了!

真能达到这种计算量必然会使大量的应用转向数字化,我们会把越来越多的事情交给计算机去做,最后是所有的事情,从使用发展到依赖,然后崇拜。我们为自己造了一个管家-保姆-统治者,最终造了一个神。

这种计算机游戏都是做给计算机玩的,区区一个人类让你活着就不错了

我要提醒一下,是每一步计算2^500次,不是每一秒,计算执行一次计算的时间可没有一秒那么长哦!

我记着有个小说讲用计算机建了真实宇宙的模型 然后可以预言什么的

大刘的《镜子》,但那部小说对计算机作用的想象实在是太匮乏了。这样的计算机足可创造出任何以人类智力极限所无法想象的发明。

关键不是什么美感什么运算速度什么随机数……这都不重要,关键在于自我意识。机器什么的没有“自我”意识,这说明它连一只狗都不如

计算机达到了一定程度自然可以产生自我意识,人类大脑不过也是一台计算机而已。

而且是复杂程度远远低于量子计算机的由自然产生的计算机。

如果超弦机真正出现,人类的智力也就没有价值了

量子计算机这类超级计算机的出现,就是The Matrix的世界了

 

 

 

 

 

 

 

 

 

加拿大D-Wave系统公司开发量子计算机取得突破

位于卑诗省本拿比市的D-Wave系统公司最近宣布成功开发世界上第一台量子计算机工作模型机,并完成了样机的测试工作。处理器的测试包含了128超导磁量子比特和2.4万个约瑟夫森结装置,使其成为目前世界上最复杂的超导电路,相应的论文发表于今年5月出版的《自然》杂志。该计算机可广泛应用于金融风险分析、生物信息学、情感分析、图像设别、医学图像分类和压缩传感等领域。

传统计算机只能使用开和关两种状态来控制电流,而量子计算机具有开和关同时存在的第三状态,这是量子不同于粒子世界的特性。科学家相信,量子计算机在解决问题和破解代码方面比传统计算机更快、更有优势,但目前D-Wave系统公司只是开发出了工作模型机,到真正生产商业化应用的机器还有很长的艰难道路要走。科学家一致认为,至少还要20-50年的时间。

尽管如此,D-Wave系统公司宣布成功开发世界上第一台量子计算机工作模型机还是吸引了诸如电子与电气工程师协会和美国麻省理工大学等重量级单位的注意。

目前,世界上不少国家在致力于开发超大规模高性能计算机,但它需要消耗大量电力,而量子计算机在解决同样问题时有可能比传统计算机使用更少的时间和存储空间,消耗更少能量。美国洛克希德马丁公司于今年5月宣布在未来几年将投资1000万美元与D-Wave系统公司合作开发量子计算机的应用。

量子计算机推动密码学的发展

摘要:
本文简述量子计算机工作原理,表明了量子计算机的计算、存储、信息处理等优势,阐述对目前广为使用的密码体制的影响,提出量子计算机给密码学带来机遇与困境,同时指出量子密码通信技术是未来信息保密传输的最具潜力技术之一.
作者: 鲁韦昌
作者单位: 重庆通信学院计算机科学与技术教研室
期 刊: 信息系统工程
Journal: CHINA CIO NEWS
年,卷(期): 2011, (4)
关键词: 量子计算机 知识脉络 密码学 知识脉络 公钥密码体制 知识脉络 量子密码通信技术 知识脉络
机标分类号: TN9 TP3
机标关键词: 量子计算机 信息处理 通信技术 密码体制 量子密码 工作原理 保密传输 密码学 优势 潜力 机遇 存储

http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_xxxtgc201104041.aspx

发展未见突破 计3乘7随时死机

香港文汇报讯(记者 任智鹏)虽然成功以微波脉冲延长量子态「寿命」近800倍,对促进开发量子计算机迈出重要一步,不过刘仁保亦指,在现实层面,量子计算机仍有一连串重大挑战需要克服。他表示,当今量子计算机技术计算「3×7」的简单算式,仍要花多个小时,且有一半以上机会「计错数」,保守估计可能要50年才能真正成熟。但他亦笑言,自己的估计未必准确,「科学的发展,往往正是超乎人的估计及想像呢」。

量子计算机发展潜能无限,一些超大量数据流程优化、气候研究、太空探索、基因及分子分析、复杂口令破解等现有计算机需要运算数千年的「不可能任务」,对量子计算机来说可能是易如反掌的事。

实验品「升呢」逾半仍计错数

不过,刘仁保表示,虽然量子计算机概念出现已久,但实际发展仍面对相当大的困难,近年不少科研人员尝试制造量子计算机,但仍未有突破性效果,至今为止的实验品,最多只能以7个量子位元(Qubit)运作,在运算上近乎「低能」,「人类心算觉得很简单的乘数如「3×5」,这些成本数百万美元的实验品,却要等数个小时才有计算结果」。他指,近年虽有实验品成功「升呢」至能计算「3×7」算式,但却有逾半机会出错,或甚至即时「死机」。

须重新设计软件配合发展

事实上,刘仁保的研究仍主要集中在量子计算机的「硬件」层面,要让量子计算机成为可用的产品,必须要同时处理「软件」层面的问题。刘仁保指,现有所有计算机程序语言,均不能与量子状态的物理理论概念有效兼容,需要由头重新设计。他表示,以「计算机界诺贝尔」图灵奖(Turing Award)至今唯一一位华人得主、香港中文大学博文讲座教授姚期智为例,便正致力于有关方面的工作,未来需要「软硬结合」,才有望让量子计算机真正有效运作。