第1页共98页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共98页量子超级个人电脑（QSPC）光算机概论。相关分类：电脑教程«上一页1234下一页»g950g950(组长)2007/9/11顶楼举报量子光算机"量子计算机"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"量子第2页共98页第1页共98页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共98页算法"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(散热问题)"。20世纪60年代至70年代，人们发现"能耗(热量)"会导致计算机中的芯片发热，极大地影响了"芯片的集成度"，从而限制了"计算机的运行速度"。研究发现，能耗(热量)来源于"计算过程中的不可逆操作"。那么是否计算过程必须要用不可逆操作才能完成呢？问题的答案是：所有"古典计算机"都可以找到一种对应的"可逆计算机"，而且不影响"运算能力"。既然计算机中的每一步操作都可以"改造为可逆操作"，那么在量子力学中，它就可以用一个幺正变换来表示。早期"量子计算机"，实际上是用量子力学语言描述的"古典计算机"，并没有用到量子力学的本质特性，如量子态的"叠加性"和"相干性"。在"古典计算机"中，基本信息单位为"比特(Bits)"，运算对象是各种"比特序列(Bytes)"。与此类似，在"量子计算机"中，基本信息单位是"量子比特(quBits)"，运算对象是"量子比特序列(quBytes)"。所不同的是，"量子比特序列(quBytes)"不但可以"处于各种正交态的叠加态上"，而且还可以"处于纠缠态上"。这些特殊的量子态，不仅提供了"量子并行计算"的可能，而且还将带来许多奇妙的性质。与"古典计算机"不同，"量子计算机"可以做任意的幺正变换，在得到输出态后，进行测量得出计算结果。因此，"量子计算"对"古典计算"作了极大的扩充，在数学形式上，"古典计算"可看作是一类特殊的"量子计算"。"量子计算机"对每一个"叠加第3页共98页第2页共98页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共98页分量"进行变换，所有这些变换同时完成，并按一定的"概率幅"叠加起来，给出结果，这种计算称作"量子并行计算"。除了进行"并行计算"外，量子计算机的另一重要用途是"模拟量子系统"，这项工作是"古典计算机"无法胜任的。无论是"量子并行计算"还是"量子模拟计算"，本质上都是利用了"量子相干性"。遗憾的是，在实际系统中"量子相干性"很难保持。在"量子计算机"中，"量子比特(quBits)"不是一个孤立的系统，它会与外部环境发生相互作用，导致量子相干性的衰减，即"消相干"。因此，要使"量子计算"成为现实，一个核心问题就是"克服消相干"。而"量子编码"是迄今发现的克服消相干最有效的方法。主要的几种"量子编码(quCode)"方案是："量子纠错码(quECC)"、"量子避错码(quEAC)"和"量子防错码(quDMC)"。"量子纠错码"是古典纠错码的类比，是目前研究的最多的一类编码，其优点为适用范围广，缺点是效率不高。迄今为止，世界上还没有真正意义上的"量子计算机"。但是，世界各地的许多实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦想。如何实现"量子计算"，方案并不少，问题是"在实验上实现对微观量子态的操纵"确实太困难了。目前已经提出的方案主要利用了"原子"和"光腔相互作用"、"冷阱束缚离子"、"电子或核自旋共振"、"量子点操纵"、"超导量子干涉"....等。现在还很难说哪一种方案更有前景，只是量子点方案和超导约瑟夫森结方案更适合集成化和小型化。将来也许现有的方案都派不上用场，最后脱颖而出的是一种全新的设计，而这种新设计又是以某种新材料为基础，就像"半导体材料"对于目前"古典电子计算机"一样。研究"量子计算机"的目的不是要用它来取代现有的计算机。"量子计算机"使计第4页共98页第3页共98页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共98页算的概念焕然一新，这是"量子计算机"与其他计算机如："光计算机"和"生物计算机".....等的不同之处。"量子计算机"的作用远不止是解决一些"古典计算...
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