彭新华:破解量子计算科学之美

 做科研不能仅有"夏天"的激情,更要耐得住"冬天"的寂寞,只要自信和坚持,"春天"自然到来",秋天"会硕果累累。     

科学之美

<正>浮力一吨铁与一吨棉花相比哪一个重?你答铁重,也许会引来哄堂大笑;答棉花重,恐怕大家笑得更厉害,实际上后者是对的。不计算空气的浮力,一吨棉花比一吨铁重8公斤。     

科学之美

科学研究的对象首先是自然世界。科学的目的在于揭示自然的奥秘，析出自然的真貌，反映自然的规律。自然界在外观上纷繁复杂，似乎杂乱无章，但在实质上和谐统一，具有规律可寻。形式的多样性与本质的统一性、外在的复杂性和内在的单纯性，构成了自然界的基本特点。换言之，自然是统一的、单纯的，即和谐的。宇观世界如此，微观世界亦然。科学研究就是要力图把握自然的统一与和谐。     

科学发现的重要动力之一:科学之美

谈到美学 ,人们很容易联想到自然美和艺术美等具体的感性上的美。对自然科学领域中的科学之美 ,大多数人则不易感受到。这是因为科学之美与艺术美仍是两种不同形式的美。从美学的角度来分 ,美有两个特征显著的不同层次。一个是事物以其外在的感性形式所呈现的美 ,这种美是外在的、易感受到的 ,如美的自然景色 ,美的音乐 ,美的雕塑、绘画、建筑物 ,以其形象、声音、色彩作用于人的感官 ,唤起那些观赏者主体内心中的和谐共鸣 ,产生美的享受。第二个是事物以其内在结构的和谐、秩序而具有的理性美 ,这是一种比较抽象的美 ,它虽然要通过感官接受…     

注重科学探究体会科学之美

科学课是自然学科的综合体,所以动手做显的很重要,学会探究科学现象与一些科学理论是学生应掌握的一项必备技能,也是新课程所大力提倡的,本文根据探究方法的设计原则并结合案例阐述了作者本人在科学探究教学方面的一些做法.     

量子计算与量子信息

本书是关于量子计算和量子信息的全面系统的引论性论著。由于该学科发展迅速并且与多种学科交叉，因而初学者有一些困难。本书给出这个新兴学科的基本结果的技术，并包含了所有需要的背景材料和预备知识，特别是详尽地描述了快速量子算法、量子远程传输、量子密码及量子纠错等的非凡的效能，向人们显示了计算和通讯的物理极限究竟有多远。因此本书2000年初版后颇获学界（包括Fields奖得主M．Freedman等权威人士）的好评，并在其后多次重印。     

绝热量子计算

着重从物理学和计算机科学角度阐述和分析绝热量子计算:首先介绍绝热量子计算的基本原理及其计算能力,然后通过绝热量子计算与传统量子计算的性质和物理实现方式的对比阐述前者的某些优势,在此基础上介绍绝热量子算法,最后探讨了绝热量子计算的前景及发展趋势。     

体验伽利略的科学推理之美

理想实验是科学研究中一种重要方法,它把可靠的事实和理论思维结合起来,可以深刻地揭示规律。伟大的物理学家伽利略在神权专制统治的社会中,不屈不挠,不畏权贵,敢于怀疑并推翻著名的古希腊学者亚里士多德统治两千多年的论断。他坚持科学,用实验的方法在物理学上打开了人们的眼界,他的理想实验指出了真正建立运动的力学基础的线索,他又通过巧妙的科学推理帮助人们建立了关于自由落体运动、关于力和运动的关系等问题的科学事实规律。伽利略所应用的科学推理方法“标志着物理学的真正开端”。     

量子计算与量子信息理论

量子信息理论是一新兴的跨学科领域，它与信息理论和计算机科学这两门学科的基础有着很深的根源。量子信息理论使我们对信息本质的理解有了新的认识，自从20世纪80年代出现开始，就在以惊人的速度发展，虽然现在已经趋于成熟，但是仍然没有一本综合的专著，本书即填补了这一空白。本书展现了该领域的研究现状，由各个方面的一流专家撰写，广泛综述了量子信息理论的基础、设计与实验。     

量子计算与量子电路仿真技术

采用量子计算研究中最具代表性的电路模型模拟量子计算过程,实现Deutsch算法和量子Fourier变换的演算,构建了量子信息与计算的仿真平台雏形.实验平台采用量子寄存器结构作为存储媒介,在空间上优于矩阵形式,运算过程采用位操作避免了大量乘法运算的时间,实验结果可直接被其他重要量子算法所引用.采用新型结构减少了时间和空间耗费,运算过程更加简单直观,为平台的进一步完善提供了基础.     

科学发现之源:科学问题

 说到问题 ,人们并不陌生 ,日常生活中处处都可能遇到各种各样的问题。然而 ,在科学发现过程中提出的科学问题 ,它的作用却非同一般。爱因斯坦曾说过 :“提出一个问题往往比解决一个问题更重要 ,因为解决一个问题也许仅是一个数学上的或实验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性、从新的角度去看旧的问题 ,却需要有创造性和想象力 ,而且标志着科学的真正进步。”照爱因斯坦的观点来看 ,科学问题的提出在科学新概念、新规律发现过程中是至关重要的一个环节。一、科学问题的界定及特征所谓科学问题 ,指的是科学探索过程中提出的还没有得到解决或没有得到答案（解释）的疑难或矛盾。     

科学发现之源:科学问题

说到问题 ,人们并不陌生 ,日常生活中处处都可能遇到各种各样的问题。然而 ,在科学发现过程中提出的科学问题 ,它的作用却非同一般。爱因斯坦曾说过 :“提出一个问题往往比解决一个问题更重要 ,因为解决一个问题也许仅是一个数学上的或实验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性、从新的角度去看旧的问题 ,却需要有创造性和想象力 ,而且标志着科学的真正进步。”照爱因斯坦的观点来看 ,科学问题的提出在科学新概念、新规律发现过程中是至关重要的一个环节。一、科学问题的界定及特征所谓科学问题 ,指的是科学探索过程中提出的还没有得到…     

力学之科学美与力学教育教学

阐述牛顿力学体系之科学美,讨论力学教育教学中如何利用力学之科学美加强科学素养、人文精神培育,以促进力学教学体系中教学理念、教学内容、教学方式的变革与创新。     

量子信息与计算

本书是由世界科技出版社出版的《QP—PQ：量子概率论与白噪声分析》丛书的第19卷。它是“量子信息2003”国际会议的会议录，这次会议分4个组成部分：2003年10月29—31日在日本东京早稻田大学举行；2003年11月-3日在日本东京科学大学举行；2003年11月5—7日在日本京都的国际高级研究所举行；2003年11月8—9日在日本名古屋的名城大学举行。这次会议是由意大利驻日本大使馆和东京科学大学、罗马大学、国际高级研究所、名城大学和早稻田大学共同合作举办的。     

量子计算及其应用

讨论量子计算机模型及其物理实现方案，量子计算过程，量子计算模型和量子并行算法，分析量子计算的指数级存储容量和指数加速特征，并简述量子计算和量子信息技术在保留通信、密码系统、数据库搜索等重要领域的应用。     

量子计算的实验

量子计算是当前有着多方面重要应用的科学技术，本书分别由有关专家学者对量子计算的许多重要方面进行了介绍和论述，是当前这方面的既新又重要的学术著作。     

豆瓣:发现UGC之美

对众多网民而言,豆瓣是一个生活交流的最佳选择,不仅提供了关于读书、音乐以及电影相关的内容,更为广大的文艺青年男女提供了分享、交流的沙龙平台.在豆瓣上,每个人都是创作者,每个人的思想、文笔、评论,甚至是批评都点燃着网络的花火. 豆瓣的核心用户群大多是具有良好教育背景的都市青年,包括白领及大学生.通过用户的行为轨迹不难发现,豆瓣用户热爱生活,除了阅读、看电影、听音乐,更活跃于豆瓣小组、小站,对吃、穿、住、用、行生活各个方面都有着自己的见解.不仅如此,豆瓣的用户还热衷于参加各种兴趣方面的线上、线下活动,拥有各种独立观点,推动着互联网流行与风尚.     

美科学家研制量子发动机

美国德克萨斯A&M大学的物理学家斯卡利提出一个创新想法,利用一个量子加力燃烧室,将尾气中的热量转化为激光,从而给汽车发动机提供更高效的动力.     

美破解储氢材料谜团

十年前，人们发现在储氢材料金属络合物NaAlH4中加入少量钛，能优化材料中氢的释放与存储。但是加入的钛起的是什么作用，一直是个迷团。美国加州大学洛杉矶分校材料科学与工程系Vidvuds Ozolins研究小组通过分子动力学模拟．破解的该谜题。研究人员利用计算机模拟分析了没有添加钛的纯NaAlH4的性质，将模拟得出的铝运输激发能量与实验确定的值进行比较发现．在有钛催化的NaAlH4材料中．铝扩散是关键的脱氢速度限制过程．而钛的催化作用能够促进这一过程．从而使络合材料能够在较低温度下开始释放出氢。     

基于量子测量的量子计算模型综述

基于测量的单向量子计算是重要的通用量子计算模型,可以模拟一般量子计算任务。单向量子计算基于量子簇态作为计算资源,利用每个量子位的局部量子测量和经典通信执行一般量子计算。单向量子计算是与量子线路模型等价的量子计算模型。近年来,研究者们对单向量子计算的量子资源、纠缠度量、局部操作简化,以及量子通信等给出一系列研究成果,并基于光学平台开展了一些量子模拟实验。量子簇态与单向量子计算为一般量子计算提供非常好的量子任务处理方式,受到研究者们的广泛关注。该文主要总结基于测量的单向量子计算模型,包括重要的量子资源态、局部信息处理方式,以及与单向量子计算相关的研究;该文对单向量子计算存在的问题和前沿研究方法进行展望,为研究者提供借鉴。