量子计算与量子计算机

量子计算的强大运算能力使得量子计算机具有广阔的应用前景。该文简要介绍了量子计算的发展现状和基本原理,列举了典型的量子算法,阐明了量子计算机的优越性,最后预测了量子计算及量子计算机的应用方向。     

量了计算与量子计算机

最子计算的强大运算使得量子计算机具有广泛的应用前景，该文简要介绍了量子计算的发展现状和基本原理，玩举了典型的量子算法，阐明了量子计算机的优越性，最后预测了量子计算及量子计算机的应用方向。     

量子计算与量子计算机

量子计算是一种依照量子力学理论进行的新型计算,量子计算的基础和原理以及重要量子算法为在计算速度上超越图灵机模型提供了可能。在发展与完善量子计算理论的同时,量子计算机的物理实现方案也被不断提出。光子量子计算机,基于核磁共振、离子阱或谐振子等技术的量子计算机物理模型已被逐一实现。近年来亦出现了几个典型的基于量子计算机的量子算法。2001年在一台基于核磁共振技术的量子计算设备上成功演示的Shor量子算法,显示出量子计算机处理复杂问题的巨大潜能。文章对当前量子计算机物理实现的研究进展进行了综述。     

量子计算

近几年来,量子计算机逐渐引起人们的关注。对于计算机科技人员,量子计算机似乎高深莫测。文章是专门为那些不懂量子力学而又想了解量子计算机的计算机工作者撰写的。介绍了和量子计算有关的术语和符号,并着重阐明一个n位量子寄存器为何能存储2^n个n位数？量子计算机的一次操作为何能计算所有x的f(x)？对于解栽些问题,量子计算机为何能有惊人的运算速度？除了上面3个问题外,还将介绍基本的量子逻辑门和量子逻辑网络,接着介绍一个量子算法,然后介绍量子计算机的组织结构,最后是讨论,将评价量子计算机的优势和弱点,并讨论量子计算机的物理实现和对量子计算的展望。     

量子计算机的研究与应用

介绍了量子计算的最新研究方向,简述了量子计算和量子信息技术在保密通信、量子算法、数据库搜索等重要领域的应用。分析了量子计算机与经典计算机相比所具有的优点和目前制约量子计算机应用发展的主要因素,最后展望了其未来发展趋势。     

量子计算机来了

量子,一听这个词,你会不会觉得它只属于高端科学,和我们的生活没有什么太紧密的联系?现今,计算机与量子发生了奇妙的"结合",那就是量子计算机。量子计算机(Qantum computer),遵循量子力学的规律,进行高速的数学和逻辑运算,是存储和处理量子信息的装置。如果装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法,那这个装置就是我们下面要谈的量子计算机。量子计算机     

量子计算机与经典计算机的比较

本文分析了经典计算机和量子计算机的异同;介绍了量子计算机的原理和特点,指出量子计算和量子信息技术在并行计算、保密通信等方面的重要应用。     

量子计算与量子计算机展望

量子计算和量子计算机的研究是当代信息科学所面临的一个重大科学课题。阐述了量子计算、量子逻辑门的基本概念和Shor算法,指出了当前实现大规模量子计算所遇到的困难和可能的解决办法。     

量子计算机进展

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尺度和实用化方面的进展，最后给出概要的评述。     

量子搜索及量子智能优化研究进展

为了提高智能优化算法的收敛速度及优化性能,目前国内外将量子计算机制和传统智能优化相融合,研究和提出了多种量子进化算法及量子群智能优化算法;为了进一步推动该领域的研究进展,系统地介绍了国内外提出的多种量子搜索及量子智能优化算法,其中包括量子搜索、量子衍生进化、量子神经网络三个方面内容;总结出目前改进量子搜索算法的主要机制和量子计算与传统智能计算的主要融合方式,并展望了量子搜索和量子智能优化有待进一步研究和需要解决的问题。     

量子计算模拟及优化方法综述

在处理某些大规模并行问题时,量子计算因量子位独特的叠加态和纠缠态特性,相比经典计算机在并行处理方面具有更明显的优势。现阶段,物理量子比特计算机受限于可扩展性、相干时间和量子门操作精度,在经典计算机上开展量子计算模拟成为研究量子优越性和量子算法的有效途径。然而,随着量子比特数的增加,模拟所需的计算机资源呈指数增长。因此,研究大规模量子计算模拟在保证计算准确度、精度及效率的情况下减少模拟所需资源具有重要意义。从量子比特、量子门、量子线路、量子操作系统等方面展开,阐述量子计算的基本原理和背景知识。同时总结基于经典计算机的量子计算模拟基本方法,分析不同方法的设计思路和优缺点,列举目前常见的量子计算模拟器。在此基础上,针对量子计算模拟的通信开销问题,从节点拆分和通信优化2个方面出发,讨论基于超级计算机集群的量子计算模拟优化方法。     

Visualization of the Quantum Fourier Transform Using a Quantum Computer Simulator

The quantum Fourier transform (QFT) is a key subroutine of quantum algorithms for factoring and simulation and is the heart of the hidden-subgroup problem, the solution of which is expected to lead to the development of new quantum algorithms. The QFT acts on the Hilbert space and alters the quantum mechanical phases and probability amplitudes. Unlike its classical counterpart its schematic representation and visualization are very dif.cult. The aim of this work is to develop a schematic representation and visualization of the QFT by running it on a quantum computer simulator which has been constructed in the framework of this research. Base states, superpositions of base states and entangled states are transformed and the corresponding schematic representations are presented. The visualization of the QFT presented here and the quantum computer simulator developed for this purpose may become a useful tool for introducing the QFT to students and researches without a strong background in quantum mechanics or Fourier analysis. PACS: 03.67.-a, 03.67.Lx     

量子算法在大数据时代的应用浅析

量子计算机的提出不仅在计算机领域,而且在物理、通信、材料等很多领域产生了巨大的反响,目前各国都加 入到量子计算机的研发中,量子算法、构建、物理实现等方面都有很多进展。随着信息技术的进步,人们对数据处理的需求和 速率要求变得日益苛刻,在这种背景下,量子技术与大数据处理技术的结合成为突破大数据处理的曙光。     

一种高效、容错的通用量子计算机体系结构

通用量子计算(universal quantum computer)在求解某些在经典计算机上具有超多项式复杂度的问题方面存在着潜在的巨大优势.通用量子计算机体系结构在很大程度上影响量子计算功效和量子程序设计风格.文中提出一种通用量子计算机的体系结构,并考虑了在该体系结构下计算能力的扩展和容错性能等问题.     

基于Hash表的量子可逆逻辑电路综合的快速算法

量子可逆逻辑电路是构建量子计算机的基本单元,通过量子门的级联与组合构成量子计算机,量子可逆逻辑电路的综合就是根据电路功能,以较小的量子代价自动构造量子可逆逻辑电路.结合可逆逻辑电路综合的多种算法,提出了一种新颖高效的量子电路综合算法,巧妙构造最小完备的Hash函数,可使用多种量子门,采用任意量子代价标准,以极高的效率生成最优的量子可逆逻辑电路.为实现量子电路综合的自动化,首次提出了利用量子线的置换自动构造各种量子门库的通用算法.采用国际同行认可的3变量可逆函数测试标准,该算法不仅能够生成全部最优电路.而且运行速度远远超过其他算法·实验结果表明,该算法按最小长度、最小代价标准综合电路的平均速度分别是目前最好结果的49.15倍、365.13倍.     

Quantum software framework: a tentative study

In this paper we conduct a tentative study on the requirements and the structure for a quantum computer at the software level. From the software point of view, we describe the methodology used to minimize the decoherence. We construct the quantum instruction set for the higher-level computation. We also study the criteria for designing the quantum programming languages.