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未来的量子计算机

目前,电子计算机集成电路的集成度,大约以每3年翻两番的速度发展。1990年已经制成了64兆位的动态随机存储器,集成电路的线宽已细到0.3微米。1993年制成了256兆位的动态随机存储器。当存储器达到1024兆位时,集成电路的线宽将细到0.1微米,也就是千万分之一米,它差不多是一根头发丝的千分之一。这样细的电路,被认为是集成电路的发展极限,电路比这更细时,现有电子元件将失去工作的理论基础,因为电子作为一种微小粒子,具有“波粒二象性”,当电路线宽大于0.1微米时,电子完全可视为粒子,而不必考虑其波动性;而当电路线宽小于0.1微米时,电子的波动性必须考虑。这时会出现种种新的物理现象,称为量子效应。利用量子效应工作的电子元件称为量子元件。$$现在的电子元件是通过控制所通过的电子数量多少或有无来进行工作的。宏观上电子计算用电位的高低来表示0和1以进行存储和计算。而量子元件通过控制粒子波动的相位来实现输出信号的强弱和有无,量子计算...  (本文共1页) 阅读全文>>

《军民两用技术与产品》2014年08期
军民两用技术与产品

欧洲科学家研究出全新的量子纠错方法

西班牙马德里康普顿斯大学和奥地利因斯布鲁克大学的科学家合作研究出一套全新的量子纠错方法。传统计算机易于出错,最细微的干扰都可能改变已保存的信息并篡改计算结果。为了解决这些问题,计算机需运行特定的日常程序以持续地检测和纠正错误。未来的量子计算机同样需要纠错程序。此次科学家研制的量子纠错方法由7个量子比特构成,可用作量子计算机的基本建构单元,能够对任何类型的错误进行纠正。量子比特极其复杂,且无法简单复制,在量子计算机里检测并纠正错误,需要高度成熟的...  (本文共1页) 阅读全文>>

《内蒙古科技大学学报》2014年02期
内蒙古科技大学学报

量子计算机能够对任何类型的错误进行纠正

即使是计算机也易于出错。最细微的干扰都可能改变已保存的信息并篡改计算结果。为了克服这些问题,计算机会运行特定的日常活动以持续的检测和纠正错误。对于未来的量子计算机也是如此,它也需要纠错程序:“量子现象非常脆弱也易于出错。错误可能会迅速的传播并严重的扰乱计算机,”奥地利因斯布鲁克大学实验物理研究所的科学家瑞纳·布拉特(Rainer Blatt)带领的研究小组的成员托马斯·莫恩滋(Thomas Monz)这样说道。与西班牙马德里康普顿斯大学理论物理学学院的马库斯·穆勒(Markus Müller)以及米格尔·安吉尔·马丁-德尔加多(Miguel Angel Martin-Delgado...  (本文共1页) 阅读全文>>

国防科学技术大学
国防科学技术大学

面向计算机图像处理的量子算法研究

作为信息处理领域的重要分支,数字图像处理在武器制导、医学治疗和网络检索等诸多方面都有广泛应用。随着数字图像获取技术的飞速发展,图像分辨率以及图像采集频率都急剧增加。然而经典计算的运算能力已基本达到极限,这导致了目前经典图像处理已无法继续实现高精确性和高实时性的兼得。为了寻求更高的计算性能,新型计算模型的探索从未停歇。作为最受关注的新型模型,量子计算一直是信息处理领域的研究热点。尤其在Shor大数质因子分解和Grover搜索等量子算法提出之后,人们逐渐认识到量子计算有望突破经典计算极限,从而为整个信息处理领域带来颠覆性的剧变。然而目前针对图像处理的量子计算理论研究尚处于起步阶段,人们仍徘徊于如何利用量子信息表征图像的问题,很难设计出能解决实际问题的量子图像处理算法,故仍然无法利用量子机制的特性来解决图像处理所遇到的挑战。为了解决这一问题,本文的研究构建了一套完整的量子图像处理体系,其良好地利用了量子机制实现了高精确性、高实时性图像...  (本文共175页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中学生数理化(八年级物理)(配合人教社教材)》2017年09期
中学生数理化(八年级物理)(配合人教社教材)

未来的神算子——量子计算机

2017年5月3日,科技界迎来了一则重磅新闻——两台量子计算机原型机在中国问世.这两台原型机由中国科技大学、中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室、浙江大学、中科院物理所等单位联合研制,其负责人正是在去年因“墨子号”量子卫星发射而声名大嗓的潘建伟院士.量子计算机是什么?比传统计算机强在哪里?未来又会有怎样的应用前景?现在就让我们来一探究竟.置子计算机是什么“量子计算机”的概念是诺贝尔奖获得者理查德·费曼在1982年提出的.顾名思义,量子计算机就是利用量子力学规律进行数学和逻辑运算的计算机.理论上,它具有超快的并行计算能力,而且计算能力随着可操纵的粒子数的增加呈指数增长,能有效解决传统计算机无法解决的大规模计算难题.量子计算机之所以被认为是一项重大的科技突破,是因为它底层的工作原理与传统计算机完全不同.无论是诞生于1946年的第一台电子管计算机“ENIAC”,还是我们现在所使用的笔记本电脑,其计算单位都是“比特"(bit).比特只能表...  (本文共2页) 阅读全文>>

《华南师范大学学报(自然科学版)》1980年20期
华南师范大学学报(自然科学版)

未来的量子计算机

未来的量子计算机熊钰庆胡连陈渊华南师范大学物理系广州510631摘要回顾了量子计算机的理论研究概况,介绍了量子计算机基本原理和量子电路的研制情况,并指出量子计算机实现的条件以及目前存在的困难.最后是展望量子计算机的前景.关键词量子计算机;量子计算;量子电路;量子位中图分类号O4131;TP31量子计算机的理论研究概况从1946年第一台电子计算机诞生到现在这五十多年的历史中,计算机的发展速度十分惊人.短短50年内,计算机经历了四个阶段:电子管时代(1946~1957年),晶体管时代(1958~1964年),集成电路时代(1965~1970年),大规模集成电路时代(1970年以后),以及80年代初起至今,研究和开发第五代的计算机---智能化计算机和多媒体计算机[1].无论是在国防科技、还是在工农业、交通、教育和医疗卫生等领域,计算机都发挥出重要作用.现代计算机的出现,导致了信息革命的来临.另一方面,随着计算机的计算速度每隔两年便增...  (本文共6页) 阅读全文>>