未来计算机加密技术亟待革新——量子技术或变身密码“终结者”

<正>基于现有计算机无法打破在线发送敏感信息时使用的标准加密技术格式,不久前,密码译解者、物理学家和数学家在德国举行了计算机安全会议,意在探讨替代目前加密系统的抗量子计算工具的可能。根据量子理论,信息处理可通过粒子间的相互作用完成,即量子计算机可同时进行上百万次运算,而传统计算机只能逐条运算,运算速度比后者高出逾10万亿倍。这个潜在的功能     

为什么我称其为“量子霸权”

<正>谷歌宣称"量子霸权"已经实现,他们首次在实验中证明了量子计算机对于传统架构计算机的优越性:在世界第一超算Summit需要计算数千年的实验中,谷歌的量子计算机只用了几分钟。研究人员终于拥有了一台性能超过经典计算机的量子计算机,但这到底意味着什么?     

量子飞跃:聚沙成塔

正量子计算的潜力是独一无二的,其面临的挑战也是如此。物理学、数学、计算机科学和工程方面的进步使量子计算机达到了挑战传统计算机的程度。比特与量子比特在传统的计算中,信息以比特形式被编码为1和0组成的字符串。10比特给出了0和1的2~(10)或1024个组合,这可以表示0到1023之间的一个数字。而一个量子比特可以同时表示0和1(叠加),所以10个量子比特可以同时编码1024个数字。量子比特可以从几个具有不同量子态的物理系统中产生。利用激光或微波操纵这些系统,就有可能产生两个或更多个态的量子叠加。将许多量子比特连接在一起,就可以对大量的信息进行编码     

量子技术未来5年的商业化前景

<正>谷歌量子人工智能实验室科学家马苏特·穆赫辛尼(Masoud Mohseni)、哈特穆特·内文(Hartmut Neven)等人畅谈量子计算机的商业投资机遇及未来5年的开发前景。从量子纠缠到大分子化学反应,基于二进制逻辑的传统计算机不能有效地描述世界许多特征。正如物理学家理查德·费曼在30年前就已经意识到的那样,解决方案是使用可同时多态混合的量子处理器。然而,要开发出有实用价值的量子计算机,还     

量子位芯片

若干年来，物理学家们一直在兴致勃勃地研究量子计算机技术(量子计算机是一类可望借助现实世界的量子本性而超越常规计算机理论能力的装置)，某些实验室甚至利用被捕获在特殊空腔中的离子或利用核磁共振技术建造出了作为量子计算机基本元件的量子位的实用模型遗憾的是．大多数这类台式量子位系统相当庞大，连ENIAC时代的笨重的真空管与之相比都显得十分苗条了，更不用说后者还有坚固耐用和易于布线等优点。     

前沿

正我国首个量子计算机操作系统发布2021年2月8日,首款国产量子计算机操作系统——"本源司南"在安徽省合肥市正式发布,标志着我国量子软件自主研发能力达到国际先进水平。该系统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新功能,可以使量子计算机的运行更加高效、稳定。量子计算机需要操作系统对其进行有效调配和管理,硬软件协同发展才能让其实现落地应用。     

国产量子计算机控制系统诞生

<正>量子计算机是一个复杂的系统,除了核心芯片外,操作控制系统也是重要的核心器件之一。郭光灿院士团队基于对半导体及超导量子比特的长期研究,近期成功研制出一套精简、高效的量子计算机控制系统,可以实现对量子芯片的操控并发挥其性能优势。量子计算机是当前国际学术界的研究热点领域,控制     

谷歌实现了什么？

<正>2019年10月23日,英国《自然》杂志正式发表了谷歌公司一篇声称首次实现"量子霸权"的论文,可谓"一石激起千层浪"。"量子霸权"是量子计算研究中的一个术语。如果量子计算机在某个特定问题上的计算能力超过了传统计算机,那么就被认为实现了"量子霸权"。谷歌公司首席执行官孙达尔·皮柴在接受媒体采访时说,此次成果在量子计算发展史上的地位,可媲美飞行史上莱特兄弟发明飞机时成功的12秒首次试飞。有     

量子计算机即将问世吗?

图灵机-一种半个世纪前发明的定义算法的抽象计算机,业已被拟议中的理想的量子计算机所取代。当然量子计算机的问世尚有一些问题有待解决。对量子计算机的概念的理解因人而异。处于某一端的是计算机硬件工程师,他们认为,每一个物理现象最终都将导致某种实用器具的问世。近来IBM在Josephson结点方面的挫折使他们痛感在超导材料的闭合回路内的磁通量的量化迟早将成为记忆存储元件的要素。处于另一端的人是那些企望得到概念或特征意义解释的人士。他们一直担忧基本单位(计算机里的信息就是在此种单位内处理的)和物理变量的量子(正是这种量子表征了实际的物理体系)之间的相应性。     

量子计算机的0到N

众所周知,量子计算机在处理某些特定问题时的速度将快于传统计算机。由于各国争相布局量子计算,它将成为世界科技发展的新高地。作为新一代信息技术,具有颠覆性质的"它"能够给人类带来多少魅力?近年来,国内外针对量子计算的研究风起云涌,如今的量子计算又发展到了什么阶段?文章作为引玉之砖,对量子计算从底层研究跨越到技术路线的发展以及未来的产业动向作初步的探讨。     

借用“平行宇宙”的算力——量子计算现状与展望

量子力学自建立以来,被期待为未来技术进步的基石。目前,量子计算、量子信息处理、量子通信和量子测量等基于量子力学发展起来的技术备受关注。人们力图将理论的成果转化为应用,从而实现"第二次量子革命"。其中,量子计算机因其并行计算能力被证明一旦达到一定规模,其计算能力将远超传统计算机,甚至对目前广泛使用的传统加密算法产生威胁,也必将对社会各个领域产生深远的影响。文章从科普的角度介绍了量子计算的背景及原理,并基于发展现状对未来作了展望,最后探讨了量子计算与人工智能领域结合的可能性。     

借用“平行宇宙”的算力——量子计算现状与展望#br#

量子力学自建立以来，被期待为未来技术进步的基石。目前，量子计算、量子信息处理、量子通信和量子测量等基于量子力学发展起来的技术备受关注。人们力图将理论的成果转化为应用，从而实现“第二次量子革命”。其中，量子计算机因其并行计算能力被证明一旦达到一定规模，其计算能力将远超传统计算机，甚至对目前广泛使用的传统加密算法产生威胁，也必将对社会各个领域产生深远的影响。文章从科普的角度介绍了量子计算的背景及原理，并基于发展现状对未来作了展望，最后探讨了量子计算与人工智能领域结合的可能性。     

量子计算机的0到N

众所周知，量子计算机在处理某些特定问题时的速度将快于传统计算机。由于各国争相布局量子计算，它将成为世界科技发展的新高地。作为新一代信息技术，具有颠覆性质的“它”能够给人类带来多少魅力？近年来，国内外针对量子计算的研究风起云涌，如今的量子计算又发展到了什么阶段?文章作为引玉之砖，对量子计算从底层研究跨越到技术路线的发展以及未来的产业动向作初步的探讨。     

量子计算开启新纪元

<正>与传统超级计算机相比，量子计算机可为物理问题提供更佳答案。目前，量子计算机的计算范围都很小——智能手机的内置芯片包含数十亿个晶体管，而最强大的量子计算机的配置相当于几百个晶体管的量子量。它们也不可靠，如果你一遍又一遍地进行相同的计算，它们很可能每次都给出不同的答案。     

新型量子位问世

正澳大利亚新南威尔士大学的科学家最新开发出一种新的量子位,其量子叠加态稳定性比此前提高了10倍,有助于开发更可靠的硅基量子计算机。量子计算机的计算速度和计算能力有赖于量子系统对叠加在一起的多个量子进行同时处理的能力,它可以让量子计算机进行高效率的并行计算,并对诸如巨大数据库的搜索等问题具有强大的处理能力。该研     

量子信息技术纵览

量子信息技术经过近三十年突飞猛进的发展,在理论和技术方面已经获得了举世瞩目的成就.本文主要对量子信息技术各个热点研究分支的发展进行了概括性的介绍,涉及到量子密码、量子通信、量子计算、量子模拟、量子度量学、量子信息物理基础等各个领域.此外,也讨论了原子、分子和光物理、固体物理的各个分支(超导约瑟夫森结系统、半导体量子点自旋系统、金刚石氮-空穴色心系统)、离子阱、核磁共振系统等各种物理体系在量子信息技术中的应用和发展.通过对量子信息技术的研究和积累,人们调控微观世界的能力获得了显著的提高.量子密码技术已经接近实用化,长程量子通信的原理性验证也不存在原则上的障碍.量子模拟技术快速发展,已经接近经典计算机可以模拟的极限.同时,量子度量学也获得了快速的发展.本综述不仅反映了国际量子信息技术发展的状况,而且也提炼了近年来中国量子信息科学技术在国际上取得的成就.这些成就表明,中国已经成为量子信息世界版图中一股不可或缺的力量.     

科学之窗

世界上第一台量子计算机问世 美国ＩＢＭ（国际商业机器公司）已研制出世界上最先进的量子计算机。量子计算机是一种基于原子所具有的神秘量子物理特性的装置，这些特性使得原子能够通过相互作用起到计算机处理器和存储器的作用。 ＩＢＭ公司称，这台利用５个原子来作为处理器和存储器的计算机首次证明了此类装置有可能以明显快于常规计算机的速度来解决某些问题。这台试验机被认为是朝着具有高速度运算能力的新一代计算装置迈出了新的一步。 ＩＢＭ公司研究人员艾萨克说：“量子计算机最终可用于诸如数据库搜索之类的实际用途，包括网络搜…     

中科大首次实现线性方程组量子算法

正[本刊讯]中国科学技术大学潘建伟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。该研究成果发表在6月7日出版的Physical ReviewLetters上。线性方程组广泛地应用于几乎每一个科学和工程领域,包括数值计算、信号处理、经济学和计算机科学等。比如与我们日常生活紧密相关的气象预报,就需要建立并求解包含百万变量的线性方程组,来实现对大气中各种物理参数(温度、气压、湿度等)的模拟     

速度惊人的量子计算机

提到量子计算机,首先要对量子有一个粗浅了解。原来微观世界的某些物理量不能连续变化,只能取其分立值,而相邻两个分立值之差专业上就称其为该物理量的一个量子。对于原子、电子等微观运动而言,牛顿力学已不再适用,必须代之以从量子概念发展起来的量子力学。量子力学已被列为当今物理学     

量子云计算理论与应用简述

经典计算机在处理大规模数据集或是高强度计算的时候,受硬件工艺与算法原理限制存在性能瓶颈。为了解决此类问题,人们构想出了用量子计算机通过量子力学的微观性质进行计算。近年来实验技术上的突破使得一些科技公司推出了面向公众的量子计算机,以更深刻地理解量子算法并解决一些实际问题。文章介绍了量子云计算的基本原理和发展现状,并给出了量子云计算应用的成功案例,希望以此引起人们对此领域的关注。