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“leyu乐鱼全站官网”量子计算机领域重要进展:超1.9倍光速传输信息
本文摘要:转入八月以来,我国升空世界首颗量子通信卫星墨子沦为全球注目的热点。无论中国人还是全世界的科学家,都在期望着可行性建构天地一体化量子通信网络的幸福而又神秘的未来。 就在此时,探讨于墨子的人们鲜有注意到,近期一期的物理领域最重要期刊《大自然光子学》在线公开发表的一个最重要成果:中科院量子信息重点实验室李传锋教授研究组研制出一种全新的量子计算机非局域性量子模拟器。而非局域性就是爱因斯坦所说的量子纠结具备幽灵般的超距作用特质。

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转入八月以来,我国升空世界首颗量子通信卫星墨子沦为全球注目的热点。无论中国人还是全世界的科学家,都在期望着可行性建构天地一体化量子通信网络的幸福而又神秘的未来。

  就在此时,探讨于墨子的人们鲜有注意到,近期一期的物理领域最重要期刊《大自然光子学》在线公开发表的一个最重要成果:中科院量子信息重点实验室李传锋教授研究组研制出一种全新的量子计算机非局域性量子模拟器。而非局域性就是爱因斯坦所说的量子纠结具备幽灵般的超距作用特质。利用这一特性,研究组通过特定的量子仿真,能使信息以多达1.9倍的光速从一个实验室传输到另一个实验室。这种特定的量子模拟器的一个根本任务,就是来研究运用经典计算机无法解法的一些量子物理基本问题。

  这是专用量子计算机领域获得的又一个最重要进展。对一般人而言,这项成果的专业性让人如读书天书,而专家们却确切地告诉,量子计算机早已是科研领域的热点和发达国家的战略重点。

那么,量子计算出来为什么不会取得这样的推崇?  答案,必需要从经典计算机想起。飞速发展的经典计算机早已影响到我们生活和科研的方方面面:戴着上一副眼镜,就可以让自己从现实世界转入栩栩如生的幻想世界;敲打几下键盘,医生就可以引领着一串串质子精准地杀掉癌细胞;分析镜片振动,能看见十几亿年前的黑洞拆分。

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  然后,正如大家熟悉,经典计算机发展所遵循的摩尔定律集成电路上可容纳的电晶体数目,大约间隔24个月之后不会增加一倍其基础是大大提升的单子芯片的集成度,这个技术受到两个主要物理容许:芯片的痉挛,极大的能耗甚至不会造成芯片烧穿;终极运算单元是单电子晶体管,器件尺寸大于10纳米时,不会经常出现电子的隧穿效应,对运算单元的操纵不会经常出现可怕影响。摩尔效应的过热早已转入倒计时,这就意味著现代电子计算机计算能力下降空间已更加小。

怎么办?  量子计算机这一解决方案渐渐转入大众视野。量子计算机用量子比特作为运算单元,具备天然的并行计算能力。同时由于量子操作者的可逆性,可以大大降低能耗。

一个经典比特只不存在0或1两种状态,而一个量子比特不仅可以正处于0,1两种状态,还可以正处于0和1的变换态。因此,N个量子比特的存储能力是N个经典比特的2的N次方倍,随N指数快速增长。250个量子比特的存储器就需要同时存储比宇宙中的原子数目还要多的数据。

对N个量子比特实施一次操作者,其效果相等于对经典存储器展开2N次操作者,这就是量子计算机的极大分段运算能力。  比起经典计算机,量子计算机具备海量的计算能力和无限的未来。这也是美国、欧盟和日本在国家战略中将量子计算出来放在重中之重的原因。

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  和传统计算机的核心部件是CPU一样,量子计算机的核心部件是量子芯片。国际主流量子芯片方案有离子阱量子芯片、超导量子芯片和半导体量子芯片等。而半导体量子芯片具备可构建、工业化更容易等优势。  2004年以来,世界上许多知名研究机构,如美国哈佛大学、麻省理工学院、普林斯顿大学,日本东京大学,荷兰理工大学等都投放了相当大力量,在半导体量子点作为量子芯片的研究方面获得一系列重大进展。

  作为目前为止国内唯一以量子计算机的设计为目标的研究组,中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室郭光灿院士率领下的郭国平教授组现在主要的精力就投放到了半导体量子芯片的研究中。虽然跟上比国际同行晚几年,这个研究小组早已获得了一系列国际一流水准的研究成果,比如单比特超快普适量子逻辑门、单比特超快普适量子逻辑门、单比特中电子自旋态进化的高效加载、量子可控非逻辑、三比特量子逻辑门、多量子比特的长程耦合等等。  在国家的战略推崇和反对下,国内量子计算出来方面的研究早已构成新的热潮。

1981年费曼明确提出量子计算机概念,同年,世界上第一台PC刚被生产出来。对比经典计算机发展,量子计算机目前还处在晶体管向集成电路过渡性的初级阶段。

当下,各国于是以白热化竞争研制普适量子计算机,以守住这项新技术的制高点。未来,当量子计算机走进实验室,终将深刻印象转变人类社会的面貌,协助人类更佳地探寻无限有可能的未来。


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