量子计算人工智能的发展现状、应用和未来展望

全世界量子电脑的发展已逐渐进入可商业应用的阶段,量子电脑延伸了半导体产业已经走到尽头的摩尔定律,引发新的量子摩尔定律,并且以更快的速度实现数字计算能力,这将对人类智能与科技带来极大冲击与推动。近几年来,人工智能已对人类社会产生巨大影响,量子计算与人工智能如何结合成量子人工智能?如何结合才会产生最大效应?量子计算机的量子计算与人工智能结合的影响,可能远远超出人们的想象。比如有了巨大演算能力的人工智能机器人会不会自行发明更厉害的量子计算机与量子算法,而这个更厉害的量子计算机与量子演算又使机器人再往前智能升级,如此不断循环。很多人忧虑在量子人工智能快速发展后,可能取代人类,人类如何因应?该文针对这些疑问作一阐述,提出一些见解,作为对未来展望的注脚。     

我国首个量子计算机操作系统在合肥发布

正2月8日晚,首款国产量子计算机操作系统——"本源司南"在合肥市正式发布。该系统由合肥本源量子计算科技有限责任公司自主研发,实现了量子资源系统化管理、量子计算任务并行化执行、量子芯片自动化校准等全新功能,助力量子计算机高效稳定运行,标志着国产量子软件研发能力已达国际先进水平。相比于经典计算机,量子计算机最突出的优势在于强大的计算能力,但目前全球范围内可供使用的量子计算机只有50台左右,如果不能做到有效利用,就会出现算力浪费情况。     

"绝对保密"时代曙光乍现

10年后，量子计算机的出现将宣告传统密码的终结，超强计算能力使其“无坚不摧”，这引起了恐慌，也引起了密码的升级。量子计算机的出现预示着建立在复杂数学计算基础上的传统加密法最终会消亡，而量子密码术将确保在量子计算机时代，秘密能够被安全保存。今天，量子密码术已不再局限于科学家的实验室，美国、瑞士、日本等国家已经出现了量子密码商业产品，今后还将有更多产品面世。人类将进入一个“绝对保密”时代。     

未来的计算机

正神经计算机神经计算机,又称第六代计算机,是模仿人的大脑判断能力和适应能力,并具有可并行处理多种数据功能的神经网络计算机。量子计算机量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机更多给予了科学家突破传统计算机数据运算和处理能力的期望,因为理论上一块量子计算机就可以超越一台银河超级计算机的运算能力。     

新设计或许能使量子计算机更容易制造

量子计算机（tolerant quantum computation，TQC）在很多领域具有广泛应用前景，如药物设计、电子学甚至破译编码。多年来科学家一直醉心于建造能在量子水平工作的计算机，其量子系统由安排好的纠缠量子所构成，使用量子比特或“昆比特”来存储信息。量子微粒能同时存在于两个位置，这让量子计算机具有强大的计算能力。理论上，量子计算机可以设计来破解公共密钥，或模拟复杂系统，比传统计算机更快。然而这种机器难以制造，人们曾经认为量子计算机对失误非常敏感，过去20年来该领域也一直争议不断，至今仍找不到管用的量子计算机。     

量子计算机原理

本以与经典计算机对照的方法，介绍量子图灵机、量子位、量子寄存器、量子逻辑门、量子并行计算和量子编码，从量子计算机的物理和工作原理阐明量子计算机的优越性。     

超导电荷量子比特研究综述

随着量子计算机以及量子算法的提出，人们开始寻找可以实现量子计算机的真实物理体系。超导量子电路以其丰富的可设计性和优良的易集成性成为最有潜力实现量子计算机的人造量子体系。文章介绍了超导电荷量子比特的基本原理、超导电荷量子比特的耦合以及耗散和退相干问题，展望了超导电荷量子比特在量子计算和量子信息科学中的应用前景。     

量子计算原理及研究进展

 量子计算机是量子力学与计算问题相结合的产物,是近几年的研究热点,引起了广泛的社会关注。本文回顾量子计算机的发展,介绍了量子算法和量子计算模型,并以离子阱和超导线路为例阐述了量子计算机的物理实现,然后介绍了为了克服消相干而发展出的量子编码,以玻色取样为例讨论了量子霸权。展望未来,近期内可以展示量子霸权,进而实现解决特定问题的量子模拟器,但是普适的量子计算机的研制仍然需要很长的时间。     

量子计算机的量子力学基础

文章从量子力学的基本原理出发论述了量子计算机的量子比特、量子寄存器和量子逻辑门的量子力学基础及量子计算机的优越性和存在的困难。     

关于杭州开展高新技术“量子IT”研究的建议

随着人类社会对信息需求的日益增加,人们不断地致力于信息技术的进步发展,最终必然导致现有的信息系统功能被开发到极限,因此,信息科学的进一步发展势必要借助于新的原理和方法,于是一门将量子力学应用信息科学的新兴学科——量子信息学应运而生。量子信息学包括量子计算机、量子通讯。这门学科,目前处于原创性研究阶段,近年,量子通讯有重大突破。2004年,中国科技大学微尺度物质科学国家实验室潘建伟教授等,通过自由空间纠缠光子在穿透等效于整个大气厚的地面大气后仍能保持其纠缠性,并可应用于量子通讯。这一研究成果为实现全球的量子通讯…     

未来的量子计算机

回顾了量子计算机的理论研究概况,介绍了量子计算机基本原理和量子电路的研制情况,并拽出量子计算机实现的条件以及目前存在的困难,最后是展望量子计算机的前景。     

信息

<正>超导量子计算机有了首个光电开关量子比特是未来量子计算机的基本构建单位,主要用来存储量子信息。量子数据传输总线(量子客车)使得量子比特可以一个一个连接起来,从而实现信息传递。量子总线由空腔(cavity)组成,其可让单个微波光量子伪装成标准波,还能在短时间内储存量子位。某量子位中的信息被编码后,在转移到另一量子位前可在空腔中储存10纳秒。最近美国国家标准技术研究院(NIST)的科学家首次为由量子比特和量子传输总     

量子纠错与经典纠错的比较

量子计算机利用其量子位态特有的相干叠加和纠缠性,使得在某些问题的处理上优于经典计算机,同时也导致量子计算过程中的出错图样不同于经典计算。讨论了二者的区别,在此基础上详细介绍了量子计算机中开发的量子纠错方案。     

科技界声音

正量子信息学将有3方面的应用:第一是利用量子通信提供原理上无条件安全的加密;第二是利用量子计算实现超快的计算能力,一个亿级变量的方程组计算,用现在最快的超级计算机也需要100年,而用量子计算机只需要0.01 s;第三是实现量子精密测量。     

关于量子算法理论

本文讨论在量子计算机上进行量子计算的方法。重点讨论Shor的量子因子分解方法。经典的大数因子分解对所有的现行计算机而言是难解的。现在通用的公共加密系统正是利用这一困难作为加密的基础。但是，在量子计算机上进行的Shor量子算法，使大数因子分解不再是难解的而是有效的，因而可能对现在通用的公共加密系统形成挑战。本文介绍在量子计算机上进行的Shor量子算法，即利用量子态的相干叠加和纠缠特性以及量子逻辑门实现量子计算的方法：并着重从理论原理和实验实现这两方面说明利用余因子函数和分立福里叶变换使这种量子算法对因子分解是有效的。     

半月国际科技要闻

开发出首个固态量子处理器(图)量子计算机研究又向前迈进了一步,世界上第一个具有基本运算能力的固态量子处理器在美国耶鲁大学问世,它类似于传统的计算机芯片。参与研究的耶鲁大学教授R.Schoelkopf表示,制造出"看     

量子计算机能攻破区块链吗?

正颠覆性、划时代、革命性,量子计算光环太多;去中心化、信息不可篡改,区块链火得一塌糊涂。那么,量子计算能攻破区块链吗?据外媒报道,一台具有4000个以上量子比特的量子计算机就能瓦解区块链。若有人能做出这样的量子计算机,就能解出并验证每笔交易,未来产生的所有加密货币都会被其垄断,加密货币的信任系统也将被瓦解。那么,量子计算真的能攻破区块链吗?"攻链"威胁从何而来"攻链"观点主要源于两点:一是量子计算会威胁比特币的安全协议;二是算力更大的量子计算机     

基于IBM Q平台的量子图像算法研究

为使量子图像处理算法在量子计算机上得到验证与发展,结合IBM量子实验平台(IBM Q)上量子计算操作与量子图像处理理论的研究,设计了一种基于IBM Q平台的量子图像分割方法.提出了一种基于新型强化量子图像表达式(NEQR)的改进型强化量子图像表达式(IEQR),并根据IEQR表达式初始化量子图像分割电路.该电路由量子比较器(QBSC)和受控旋转门(Cswap)构成.最终在IBM Q和本地经典计算机仿真两种平台下实现了2×2和4×4大小的量子图像分割,实验结果表明了该算法的可行性和有效性,并验证了量子计算机的优越性.     

2010年第10期半月科技要闻

成功实现世上最大“薛定谔猫”态“薛定谔猫”态在宏观世界并不存在,但在微观量子世界中,科学家可以用光子或原子等制造这样的状态。两个和两个以上量子比特的“猫态”就是纠缠态。量子纠缠是研制具有超级计算能力的量子计算机和绝对保密的量子通讯的基础。     

量子计算和量子信息习题及其解答（第二版）

量子信息和量子计算是近年来发展最快，也是最吸引人的物理学和信息科学的交叉研究领域。利用量子力学纠缠态的非局域特性，实现排序、查找、编码和整数因子分解等传统计算机难于实现的算法，量子计算和量子信息表现了强大的计算能力和异常的信息加工传输能力。人们对该领域进行研究的最终目标是想制造出量子计算机，