月度归档:2015年08月

NSA宣布过渡到能抗量子计算机的加密算法

真正实用的量子计算机还没有变成现实,但NSA已经提前开始准备。量子计算机在并行处理上远胜于经典计算机,很多经典计算机难以破解的加密算法对于量子计算机不再是难题。NSA宣布了过渡到抗量子计算机加密算法的计划。NSA称它将以开放透明的方式开发下一代加密算法组件

你知道量子计算机吗?

 由中科院光电技术研究所承办的2015年中国光学学会学术大会,于8月14日至17日在成都召开。昨日,中国科学院院士、中国光学学会理事长郭光灿表示,我国量子通信的实际应用走在了国际前沿,“我们的量子通信,在100公里的范围内已接近实际应用”。

  量子计算机将改变生活

  此届中国光学学会学术大会在会议讨论环节设立约20个专题,涵盖光学及光学工程领域近100个子专题研究方向。来自大学、科研院所等从事光学及光学工程领域的专家等1000余人参加会议,周炳琨、郭光灿、王启明、庄松林等10位院士到场。

  郭光灿院士接受采访时表示,目前,他主要在进行量子计算机、量子保密通信的研究工作,“形象地说,量子密码是一种无法被破译的最安全密码。”谈及量子计算机未来将如何给人们的工作和生活带来巨变,郭光灿做了一个对比:“比如,在计算方面,计算机与算盘两者之间的差距是天壤之别。未来,量子计算机诞生后,那么,现在人们使用的计算机的功能和速度和它相比,就相当于曾经的算盘。”他形象地打了个比方,“量子计算机的强大功能比较类似于科幻片《超体》里面的超级计算机。”不过他表示,量子计算机的诞生,应该还在比较遥远的未来。

  自适应光可治愈成人弱视

  根据现在的医疗技术水平,弱视的治疗一直被强调最好在8岁以前进行。昨日,中国科学院成都分院院长、成都光电技术研究所所长张雨东向记者表示,目前,人眼自适应光学矫正仪已进行了上百例临床实验治疗,治疗对象的年龄均在12岁以上,其中大多数治疗对象在20岁至30岁之间,治愈率接近8成。

  为何想到将常用于天文学的自适应光学系统运用于视力治疗?张雨东追溯道,“对成都光电技术研究所而言,从1998底便开始研究这项技术。”他解释说,人眼并非是完美的光学系统,除了存在近视、远视等“低阶像差”以外,还存在着难以用普通光学手段矫正的“高阶像差”。而自适应光矫正仪器就是将视觉神经系统和自适应光学矫正技术相结合,矫正人眼的高阶像差,使成年人即使在完成了视觉皮层发育后,仍有机会通过科学技术手段提高视力。

量子计算机革命性突破!量子门叠加态首次实现

 OFweek电子工程网:奥地利物理学家成功在实验室将两个逻辑门叠加构建出全新量子计算机模型,能比标准量子计算机更高效地完成量子计算任务。新研究有望为全新量子计算建立理论基础,并设计出计算速度更快的量子计算机。
  虽然量子力学理论中还有诸多未解之谜,但许多量子现象已经得到验证并运用于多个领域:从超安全通讯到寻找现有通讯的安全漏洞,从模拟复杂量子系统到为大型方程组寻找答案,等等。而这些运用中,最激动人心的技术当属量子计算机。
  量子逻辑门是量子计算机的基本单元,而构建足够多的量子门来实现量子计算又很困难。传统量子计算中,量子逻辑门按照一种特定顺序排列,即一个逻辑门只能在另一个逻辑门的前面。
  新研究却实现了量子逻辑门的叠加,它们可以同时按多种序列相互作用,这将大大减少某些量子计算中量子逻辑门的数量。
  菲利普·瓦特领导的奥地利科学院和维也纳大学物理学家团队设计了一个实验,将两个逻辑门运用到单光子电路中,结果发现,两个逻辑门并不是按照你先我后的单一顺序进行量子运算,而是同时以两个顺序,即逻辑门A在逻辑门B之前和逻辑门B在逻辑门A之前两个逻辑序列发挥作用。
  如果加入更多的逻辑门,则会同时形成更多的逻辑序列叠加态,比以前的量子计算更快更高效。
  这是科学家首次在实验室实现量子门的叠加态,同时还证明了一种全新的更加高效的量子计算方式。
  即将在《自然·通讯》杂志上发表的这一最新研究为未来创建全新的量子计算机开启了一扇大门。
  研究发现,不仅量子态可以叠加,量子门也能叠加。维也纳大学的瓦特成功实现两个量子门A和B的叠加,这样形成的无序性量子计算机比单序列量子计算机效率更高。

光子处理器新突破将带来量子计算的飞跃

在制作实打实的量子光子计算机之前,光子电路必须至少首先在多任务效率上与其想要替代的传统微处理器持平。而现在,来自布里斯托大学的一支研究团队,就声称他们已经打造出了这样一款光子芯片。

  与当下的数字电子微处理器相比,光量子计算机承诺带来指数级增长的速度与性能。来自布里斯托大学和日本电报电话公司(NTT)的研究人员,也在努力向着这一目标前进。

据悉,布里斯托大学和NTT的研究团队已声称开发出了一款可完全编程的量子光学芯片,它能够编码和操纵光子,以实现无数种方法。

  据悉,布里斯托大学和NTT的研究团队已声称开发出了一款可完全编程的量子光学芯片,它能够编码和操纵光子,以实现无数种方法。

  该芯片的“基底”仍然是常见的玻璃和硅材料,以及此前的光子芯片研究成果——即整合六个用于通用线性光学转换的波导和15组干涉仪(叠加一个光子束到另一个上,以查找异常的强度或相位)。

  其结果就是,量子处理器能够在同一时间内进行各种不同的操作。更妙的是,该芯片的架构非常稳定,并且拥有可以快速重编程的特性。

  如此一来,我们就可以通过软件代码来实现广阔范围内的连续快速(或并发)执行,以及无数的未来协议。

  团队研究员、布里斯托博士生Jacques Carolan表示:

  “一旦我们为每个电路编写了代码,它会耗费数秒去为芯片重编程,并在ms级的时间内切换到新的实验中。

  在几个小时内就能完成需要耗费一整年才能完成的实验,对此我们感到非常兴奋。对于这些尚处于开发阶段的芯片,我们甚至还没有想过新的学科。。。

  该芯片已经制造和封装,从理论上来说,我们可以在一天的时间里执行上千个不同的实验,这在几年前简直是不可想象的”。

由左至右,分别是来自布里斯托大学的Chris

  由左至右,分别是来自布里斯托大学的Chris Sparrow、Chris Harrold、Jacques Carolan、以及Anthony Laing。

  光子I/O的数量也意味着新处理器能够应用到全新的应用领域,这种数学运算可以用来执行与标准的电子逻辑处理器等效的布尔函数(亦称“量子门” / quantum gates)。

  而所谓的“一次可执行数目显著的计算过程”的意思,是指其可以模拟的标准逻辑阵列的性能。这种技术的内在灵活性也意味着通用量子计算机的“普遍性”(比如有效地模拟数字计算机的一个任意状态)。

  尽管当前仍处于“适度规模”(modest scale),研究人员们已经承诺设计和打造一台大型的通用量子计算机。其下一阶段的发展方向是扩展其功能和性能,然后在NTT和其他计算机网络公司合作伙伴那里(比如电信领域)进行验证使用。

  为了鼓励量子计算的研究和发展,英国布里斯托大学还首创了“量子云”(Quantum in the Cloud)服务,允许大家通过互联网来公开访问运行中的量子处理器,并计划在不久的将来加入更多的芯片。

  布里斯托大学量子光子学主任、Jeremy O’Brien教授表示:“在过去10年时间里,我们已经建立了光量子技术的生态系统,使得量子信息科学界最优秀的人才和电信行业的工程技术能够与既定的研究挂钩。若要实现我们的在量子计算机模型上的愿景,就必须鼓励这一模式”。

  有关这项研究的论文已经发表在近期出版的《科学》(Science)杂志上。

阿里云进军量子计算机!百亿亿倍天河二号

阿里巴巴集团旗下阿里云今天宣布,联合中国科学院在上海成立全新的“中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室”,结合阿里云的经典计算算法、架构和云计算技术,以及中科院的量子计算与模拟、量子人工智能技术,共同开展在量子信息科学领域的前瞻性研究,研制量子计算机。
中科院院士潘建伟教授表示,目标是希望通过10-15年左右时间的努力,构建出新一代的量子计算机,其速度将比目前的超级计算机快百亿亿倍,相当于中国人每人都能分到几亿台天河二号。
天河二号是当前速度最快的超级计算机,最大性能可达33.8千万亿次浮点计算每秒,但它仍然基于传统计算架构,已经达到一定的瓶颈。近几年超算进步迟缓就是明证,世界各国尤其是美国正在积极探索下一代计算架构,尤其是量子计算。
量子计算机是一种遵循量子力学规律,进行高速运算、存储及处理量子信息的物理装置,一旦实现,意味着计算速度会有数十亿倍的提高。这一计算能力的飞跃,将远远超越从算盘到当代超级计算机的提升。
NASA、NSA、Google、IBM、微软、洛克希德马丁等国际顶级机构或企业都在这方面持续大力投入。
根据联合实验室的研究计划,预计到2025年,量子模拟将达到当今天河二号的水平,初步应用于一些目前无法解决的重大科技难题。
2030年,研制出具有50-100个量子比特的通用量子计算原型机,突破大规模量子计算机的芯片工艺,从物理层设计、制造,到算法运行实现自主研发,全面实现通用量子计算功能,并应用于大数据处理等重大实际问题。
此外,阿里巴巴和中科院还将共同研究量子保密通信技术在电子商务和数据中心安全方面的现实应用。