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。     

量子图像处理问题综述

量子图像处理问题将是量子计算机时代媒体信息处理的一个主要问题。量子图像处理包括一般的处理问题和安全方面的处理问题。本文介绍和分析了量子图像表示方式和处理等问题的最新研究成果。首先给出了目前量子图像处理的一般架构,然后介绍了目前流行的量子图像表示方法、并根据不同的量子图像处理目的对现有的处理算法进行了分类和分析,最后总结并展望了量子图像处理领域的未来发展方向。     

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。     

量子加密技术的物理基础和理论体系

量子加密技术是利用量子的物理特性,基于光的偏振现象,海森堡测不准原理和量子不可克隆定理的基础上发展起来的新型加密技术。它的理论体系包括量子秘钥分发、量子加密算法、量子秘密共享和量子认证等。随着量子加密技术和量子计算机技术的日益进步,我们将迎来量子信息时代。     

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。     

量子计算的研究与应用

对量子计算的最新研究方向进行了介绍,简述了量子计算和量子信息技术的重要应用领域。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。     

量子计算机为何能快速处理海量数据

日前有新闻报道,由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息团队的陆朝阳、刘乃乐研究小组,在国际上首次成功实现了用量子计算机求解线性方程组的实验,首次从原理上证明了光学量子算法的可行性。据介绍,假使求解一个亿亿亿级变量的方程组,即便是用现在世界上最快的超级计算机也至少需要几百年,而根据理论预计,利用GHz时钟频率的量子计算机将只需要10秒钟。那么,量子计算机为什么可以具有超强的运算能力呢?传统电子计算机用"比特"(用"1"或者"0"表示)作为信息存储单位,进而     

量子理论在信息安全领域的应用前景

由于量子的特性，许多问题采用经典计算机只能进行指数算法，而量子计算机能用多项式算法来完成，如采用量子计算机可以在多项式时间内进行大数因子分解，因而对于现有的密码体制构成威胁。量子密码学以及量子隐形传态可以进行保密通信，窃听者不可能得到信息，并且合法用户会发现窃听的存在，这些是现在的密码体制所不可以比拟的。     

量子计算机进入实验阶段

首先简要介绍分层计算的制约;其次介绍最近量子信息的开发,在理论和实践两方面的通信和计算,诸如量子逻辑门、量子密码学、量子交缠性、超距传输的实验性实现、量子算法的首次实验性实现、量子因子分解、量子纪错码以及基于硅片的原子自旋量子计算机;最后讨论克服非相干性困难的方法。     

量子计算机:量子算法与物理实现

量子算法与物理实现是量子计算机研究中的两个基本问题。本文首先总结了相关领域的主要进展,并讨论了有代表性的量子算法,特别介绍了用于求解线性方程组的量子算法,分析了影响新量子算法提出的因素。然后,探讨了物理实现的迪文森佐判据,并介绍了典型的实现方案及性能比较。同时,也关注了对量子计算机研究持有异议的观点。最后,对量子计算机的新研究方向作了探讨。     

量子索引图像的描述方法与隐写算法

为解决量子计算机上索引图像的描述问题,提出一种量子索引图像描述方法.该方法中量子索引图像包含量子数据矩阵和量子调色板矩阵2种数据结构,每种数据结构均基于量子比特序列的基态进行信息表示;在此基础上,提出一种基于EzStego的量子索引图像信息隐写算法,首先计算量子调色板矩阵中每个颜色的相对亮度值,然后根据相对亮度值对颜色排序并分配亮度序号,最后根据每个颜色的亮度序号及其位置索引,结合嵌入的秘密信息对量子数据矩阵中的像素索引值进行更新,得到嵌入秘密信息后的量子数据矩阵.利用Matlab在经典计算机上采用USC-SIPI图像数据库数据进行仿真实验,从视觉质量、嵌入容量和鲁棒性三方面验证了该方法的可行性和有效性.实验结果表明,文中方法可在将来的量子计算机上执行.     

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.     

浅释量子计算的计算能力

一、概述量子计算机已被公认为是未来新型计算机的发展方向之一。尽管现在还没有研究出实用的量子计算机,但关于量子计算机的理论的研究已取得了很大进展。量子计算就是其中最主要的一个领域。量子计算机的强大计算能力是源于量子计算的计算能力。传统计算机以电位的高低表示为1和0来进行运算。计算的最小单位称为比特,用来描述一个电位。量子计算机以粒子的量子力学状态,如光子的极化状态和原子的自旋等表示为|0>和|1>来进行运算。|0>即向量(1,0),|1>即向量(0,1)。计算的最小单位称为量子比特,用来描述一个粒子的量子力学状态。在传统计算机中,电位只能处于高状态(表示为1)或低状态(表示为0),即电位处于一确定状态。在量子计算机中,情况就不是这样的了。粒子的量子力学状态并不是在|0>和|1>中择一。而是|0>和|1>的组合,即所谓的超态,表示为c_0|0>+c_1|1> ,其中c_0,c_1为复数,|c_0|~2+|c_1|~2=1(|c_0|为复数c_0的模),如果测量这个量子比特,则由|c_0|~2     

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。     

三值量子基本门及其对量子Fourier变换的电路实现

理论上可以把量子基本门组合在一起来实现任何量子电路和构建可伸缩的量子计算机。但由于构建量子线路的量子基本门数量庞大,要正确控制这些量子门十分困难。因此,如何减少构建量子线路的基本门数量是一个非常重要和非常有意义的课题。提出采用三值量子态系统构建量子计算机,并给出了一组三值量子基本门的功能定义、算子矩阵和量子线路图。定义的基本门主要包括三值量子非门、三值控制非门、三值Hadamard门、三值量子交换门和三值控制CR_k门等。通过把量子Fourier变换推广到三值量子态,成功运用部分三值量子基本门构建出能实现量子Fourier变换的量子线路。通过定量分析发现,三值量子Fourier变换的线路复杂度比二值情况降低了至少50%,表明三值量子基本门在降低量子计算线路复杂度方面具有巨大优势。     

一种彩色图像的量子描述方法及应用

为了提高量子彩色图像的存储效率,提出一种新的量子彩色图像描述方法.在该方法中,像素的位置信息采用多比特量子系统的基态描述,像素的三基色灰度值信息只采用一个量子比特描述,具体描述为该量子比特的相位.利用这种描述方法,给出量子彩色图像的几种简单操作方法,包括像素三基色灰度值的改变、互换,图像位置翻转、置换,设计一种新的量子图像水印的实现方法.所提出的方法可在将来的量子计算机上执行.经典计算机上的仿真结果验证了该方法的有效性.