计算机技术前沿讲座论文

安徽科技学院 2013-2014 学年第 一 学期《计算机专业前沿技术讲座》课程

计算机科学与技术 专业 10 级 2 班 姓名 **** 学号****** 得分

考核方式 论 文 考核题目 计算机技术前沿——量子计算机 主考教师

内容摘要：

文章介绍了量子计算机的信息结构，国外量子计算机的发展以及量子计算机的发展对于信息安全的挑战。量子计算机（quantum computer）是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。当今的计算机厂商提供的强大计算处理能力仍不能满足我们对运算速度和运算能力的渴求。1947年，美国计算机工程师霍华德·艾肯(Howard Aiken) 曾说，只要六台电子数字计算机就可以满足全美国的计算需要其他人也做过类似的错误估计，说什么仅需多少计算能力就能满足我们不断增长的技术需求。当然，艾肯没有算上日后科学研究产生的大量数据，以及个人计算机的普及，还有互联网的崛起：所有这些都使我们对计算能力的需求与日俱增。

关键词：量子计算机 信息论 国外发展 安全挑战量子计算机

教师评语：

摘要：

文章介绍了量子计算机的信息结构，国外量子计算机的发展以及量子计算机的发展对于信息安全的挑战。量子计算机（quantum computer）是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。当今的计算机厂商提供的强大计算处理能力仍不能满足我们对运算速度和运算能力的渴求。1947年，美国计算机工程师霍华德·艾肯(Howard Aiken) 曾说，只要六台电子数字计算机就可以满足全美国的计算需要其他人也做过类似的错误估计，说什么仅需多少计算能力就能满足我们不断增长的技术需求。当然，艾肯没有算上日后科学研究产生的大量数据，以及个人计算机的普及，还有互联网的崛起：所有这些都使我们对计算能力的需求与日俱增。

关键词：量子计算机 信息论 国外发展 安全挑战量子计算机

一、引言

信息论量子计算机(量脑)和三旋理论的出现，也许能从更多方面揭开“信息”与“克隆”关系的谜底，为“信息”的本质提供更为清晰的图象。因为量子计算机和电脑的原理是不相同的。这个中的道理是，量子理论虽然把任何事物包括光、物质、能量甚至时间都看成是以大量的量子形式显现的，并且这些量子是粒子和波的多种组合，以多种方式运动，但量子的拓扑几何形状抽象却长期没有统一。一种认为量子是质点，如类粒子模型；一种认为量子是能量环，如类圈体模型。量子计算机则属于类圈体模型，因为一台桌式量子计算机的基本元件如核磁共振分光计，它操纵的是量子的自旋，而类圈体模型最具有自旋操作的特色。这正是量子计算机开发的理论基础，并且能提高计算速度。即由信息与电子计算科学(电脑)、信息与通信技术，引起的实践与概念的转换，正在导致一场大变革，然而电脑的信息革命却误导了人们，以为仅仅是电子计算机正面临晶体管的尺寸缩小到常规微芯片的极限，显示的量子行为的限制，才要求功能强大的量子计算机的。这也不是有的人认为的，量子计算机的研究范围和数学工具，与电脑信息论并没有本质的不同。当然，也有更多的人认为，不应低估接受“克隆与不可克隆”范式，所要遇到的不可逾越的困难。不信，就看下面以“克隆与不可克隆”范式，对微观物质和宏观物质作的对比分析研究。

1、由于事物能“一分为二”或有“双重解”结构，例如物质可分为微观物质和宏观物质，我们也把信息“一分为二”，类似“实体”的信息，设叫“结构信息”； 因为量子计算机和电脑的原理是不相同的。这个中的道理是，量子理论虽然把任何事物包括光、物质、能量甚至时间都看成是以大量的量子形式显现的，并且这些量子是粒子和波的多种组合，以多种方式运动，但量子的拓扑几何形状抽象却长期没有统一。类似“关系”的信息，设叫“交换信息”，假设“交换信息”是“可克隆”的，而“结构信息”是“不可克隆”的。现以“人”代表宏观物质，以“量子”代表微观物质，作对比分析研究。

2、从时序上来说，宏观物质“结构信息”的“人”，只能从“活”到“死”，

不能从“死”到“活”。所以这个真“人”“不可克隆”。但宏观物质“结构信息”的“人”的这种清楚、精确的信息虽然非常多，而类似发生从“活”到“死”的概率少，所以是一种弱“不可克隆”。因此对“交换信息”的“人”，是可以克隆的，其原因不光是改变了时序问题，而且还存在“速度”问题。国外量子计算机的发展及美国政府量子计算机的研究计划2007年2月，加拿大D—Wave公司成功研制出世界上第一台l6位商用量子计算机 …… 此处隐藏：2532字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……