量子计算机进展

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1、第308卷　第期计　算　机　工　程20044年月Vol.30№8ComputerEngineeringApril2004·/发展趋势热点技术·文章编号：1000—3428(2004)08000——703文献标识码：A中图分类号：TP38量子计算机进展12张镇九，张昭理(1.华中师范大学物理科学与技术学院，武汉430079；2.)华中师范大学计算机科学系摘要：对近几年量子计算机从实验室走向实用化的重要进展作了一个简要综述。概述了量子计算机的优点，给出了不需要量子交缠的量子计算方法以及量子计算机的程序——量子幺正操作的特性，介绍在克服退相干所带来的困难方面所取得的进展以及大

2、尺度和实用化方面的进展，最后给出概要的评述。关键词：量子计算机；量子幺正操作；退相干RecentDevelopmentsonQuantumComputers12ZHANGZhenjiu，ZHANGZhaoli(1.CollegeofPhysicalScienceandTechnology,CentralChinaNormalUniversity,Wuhan430079；2.DepartmentofComputerScience,CentralChinaNormalUniversity)【Abstract】Thispapersummarizsedevelopmentsof

3、recentyearsonquantumcomputersfromexperimentaltopracticable.Afterintroductionofadvantagesofquantumcomputers,itgivesthealgorithmsforquantumcomputationwithoutusingquantumentanglementandthecharacterofprogramforguantumcomputer——quantumunitaryoperation.Andintroducesdevelopmentsofthewaystooverc

4、omethedifficultiesofde-coherence,anddevelopmentsonscalableandpracticablequantumcomputersrespectively.Thelastpartofthepaperisabriefcomment.【】KeywordsQuantumcomputers;Quantumunitaryoperation;De-coherence1概述粒子的存在。因为那时还没有在实验上直接观察到单个光科学和技术发展史上的许多里程碑是与发现驾驭自然的子、电子，所以也不关心测量问题。新方法相关。信息已成为人类的重要资源之

5、一。计算机能在在计算机的器件尺度方面，经典计算机要达到体积小、人脑之外处理信息。从物理学观点来看，计算机是位的阵容量大和速度快的要求受到限制。686计算机的CPU的硅芯列，它具有将位的一个位形映射为另一个位形的功能。计算片的集成电路的线宽为0.35μm1，要将处理能力提高倍，相技术从利用结绳记事、算盘、齿轮式计算机到电子计算机，当于要将线宽缩小一半。这样，每前进一步，要化比过去大都是改变物理状态以处理信息。得多的代价。而且，当集成电路的线宽小于0.1mμ时，量子创建新一代高性能的、安全的计算工具和通信技术是量效应显得很重要。器件的尺寸再小就必须考虑量子效应。子论和信息论

6、结合的产物。世界上第一台电子计算机迄今为止，在实用中的各种不同类型的计算机，都是以ENIAC于1946年问世。50多年来，计算机正部分地替代或经典物理学为信息处理的理论基础，称为经典计算机。量子延伸人类的脑力劳动，从质和量的方面迅速改变了人们的工计算机则是以量子物理作为信息处理的理论基础的新一代计作和生活。随之而来，人们发现经典计算机的一些局限。算机。首先，在计算速度方面，大数因子分解的困难是目前经近年的研究进展表明，应用量子信息的产生、载荷、传典计算机RSA公共加密系统的基础。在经典计算机上进行因播和处理，可能构造高性能的量子计算机，提供全新的量子子分解，所需运算次数

7、随输入量的大小呈指数次方增长。以通信手段和原则上绝对不可破译的加密术。目前世界上运算速度最快的经典巨型计算机(千亿次为/s)1982年，Feynman提出量子计算机的概念；1985年，22例，将22位(十进制)的数N(10)进行因子分解，除法运算的Deutsch提出量子计算机的第一张蓝图，将量子力学和信息11次数最多为(N1/2约为10)次，即千亿次，用时约需要；1s处理两个领域结合起来。原则上已证明了量子计算机将比现7对36位的数则约需要一年(约为10s)，对56位数需要的时间有计算机快得多。17约相当于宇宙的寿命(百亿年，约为10s)