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: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。     

基于测量的量子线路

量子线路模型是使用最广泛的量子计算模型,它对于量子算法的构造和量子计算机的物理实现提供了一个基本框架.利用测量演算和分布式量子计算的基本思想,提出了测量量子线路模型(measurement quantum circuits model).测量量子线路主要考虑测量结果对酉运算的影响,测量结果和酉运算之间的关系以及测量基量子线路的在纯态和混合态上的作用.讨论了2个基元运算的并运算,以及连接运算,它们都是封闭的.基于此,定义测量量子线路的基本运算元,并证明任何一个测量量子线路是一个量子运算并举例得以说明.     

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

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。     

模糊形态结构元素的量子态模型

量子计算作为一种新型的计算理论模型,正逐渐成为信息研究领域关注的焦点。为实现模糊形态学与量子计算模型的有效融合,提出一种基于量子态模型表示模糊结构元素的方法。受量子信号处理理论的启发,用多量子位系统表示模糊结构元素,将隶属度表示为量子态概率。经过量子测量,使得模糊结构元素坍缩为清晰结构元素。结合仿真实例,表明了量子态模型的可行性,以及使用坍缩后结构元素的形态滤波器能有效地滤除噪声,并能很好地保留图像的细节信息。     

量子计算系统软件研究综述

量子计算理论上有望解决诸多经典难解问题, 近年来量子计算机的快速发展正推动这一理论进入实践. 然而, 当前硬件中繁多的错误会造成计算结果出错, 严重限制了量子计算机解决实际问题的能力. 量子计算系统软件位于应用与硬件之间, 充分挖掘系统软件在硬件错误减缓方面的潜力, 对于近期实现有实用价值的量子计算而言至关重要. 由此, 近期涌现了一批量子计算系统软件研究工作. 将这些工作归纳入编译器、运行时系统和调试器3个范畴, 通过对它们的分析总结, 梳理量子计算系统软件的研究现状, 揭示其在硬件错误减缓方面的重要作用. 并对未来的研究方向进行展望.     

基于四粒子团簇态的量子安全直接通信协议仿真

随着量子通信在近年来的不断发展, 量子安全直接通信成为了量子通信的一大重要分支。但目前的实验设备很难满足量子通信实验, 导致通信协议的正确性和安全性无法得到验证。针对这一问题, 提出了一种协议仿真算法。在Microsoft Visual C++6. 0平台上利用C++语言编写了量子安全直接通信协议的仿真程序, 最终实现了发送方和接收方之间的有效安全通信。仿真结果体现了量子通信的高效性和绝对安全性。实验结果与理论结果相吻合, 进一步验证了协议是安全、正确的, 也证明了用计算机对量子计算进行仿真的可行性。     

Quantum computing: A taxonomy,systematic review and future directions

Quantum computing (QC) is an emerging paradigm with the potential to offer significant computational advantage over conventional classical computing by exploiting quantum-mechanical principles such as entanglement and superposition. It is anticipated that this computational advantage of QC will help to solve many complex and computationally intractable problems in several application domains such as drug design, data science, clean energy, finance, industrial chemical development, secure communications, and quantum chemistry. In recent years, tremendous progress in both quantum hardware development and quantum software/algorithm has brought QC much closer to reality. Indeed, the demonstration of quantum supremacy marks a significant milestone in the Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ) era—the next logical step being the quantum advantage whereby quantum computers solve a real-world problem much more efficiently than classical computing. As the quantum devices are expected to steadily scale up in the next few years, quantum decoherence and qubit interconnectivity are two of the major challenges to achieve quantum advantage in the NISQ era. QC is a highly topical and fast-moving field of research with significant ongoing progress in all facets. A systematic review of the existing literature on QC will be invaluable to understand the state-of-the-art of this emerging field and identify open challenges for the QC community to address in the coming years. This article presents a comprehensive review of QC literature and proposes taxonomy of QC. The proposed taxonomy is used to map various related studies to identify the research gaps. A detailed overview of quantum software tools and technologies, post-quantum cryptography, and quantum computer hardware development captures the current state-of-the-art in the respective areas. The article identifies and highlights various open challenges and promising future directions for research and innovation in QC.     

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.     

Service differentiation and fair sharing in distributed quantum computing

In the future, quantum computers will become widespread and a network of quantum repeaters will provide them with end-to-end entanglement of remote quantum bits. As a result, a pervasive quantum computation infrastructure will emerge, which will unlock several novel applications, including distributed quantum computing, that is the pooling of resources on multiple computation nodes to address problem instances that are unattainable by any individual quantum computer. In this paper, we first investigate the issue of service differentiation in this new environment. Then, we define the problem of how to select which computation nodes should participate in each pool, so as to achieve a fair share of the quantum network resources available. The analysis is performed via an open source simulator and the results are fully and readily available.