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量子计算和量子计算机的介绍与量子计算基础的分析

大小:0.1 MB 人气: 2017-09-28 需要积分:0

  量子计算和量子计算机是现代通信科学的重大议题,量子的叠加性、纠缠性和相干性为量子计算提供一种创新的计算方法,在对信息的运算、保存和处理方面远超过经典运算。 Shor 算法通过量子傅里叶变换,有效地在多项式时间内解决大数质因子分解问题;以 Grover 算法为代表的量子搜索算法,极大地提高搜索效率;量子通信技术利用量子的纠缠态实现信息传递;量子并行计算可以弥补智能算法中的某些不足,量子智能算法将有很大的发展空间。

  量子通信是计算机科学与量子学相结合的产物,根据 Moore 定律可知:当计算机的存储单元达到原子层次时,显著地量子效应将会严重影响计算机性能,计算机性能决定量子通信质量。量子通信的进一步发展需要借助新的原理和方法,量子计算为这一问题的解决提供了一个可能的途径。

  根据量子计算原理设计的量子计算机是实现量子计算的最好体现。量子计算机是利用微观粒子状态来进行存储和处理信息的计算工具。其基本原理是通过物理手段制备可操作的量子态,并利用量子态的叠加性、纠缠性和相干性等量子力学的特性进行信息的运算、保存和处理操作,从本质上改变了传统的计算理念。

  量子通信是量子理论与信息理论的交叉学科,是指利用量子的纠缠态实现信息传递的通讯方式。量子的纠缠态是指:相互纠缠的两个粒子无论被分离多远,一个粒子状态的变化都会立即使得另一个粒子状态发生相应变化的现象。量子通信主要包括两类:用于量子密钥的传输,和用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。与传统的通信技术相比,量子通信具有容量大,传输距离远和保密性强的特点。

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