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歷史

隨著計算機(jī)科學(xué)的發(fā)展， 史蒂芬·威斯納 （ 英語 ： Stephen Wiesner ） 在1969年最早提出“基于量子力學(xué)的計算設(shè)備”。而關(guān)于“基于量子力學(xué)的信息處理”的最早文章則是由亞歷山大·豪勒夫（1973）、帕帕拉維斯基（1975）、羅馬·印戈登（1976）和尤里·馬尼（1980）年發(fā)表 。史蒂芬·威斯納的文章發(fā)表于1983年 。1980年代一系列的研究使得量子計算機(jī)的理論變得豐富起來。1982年，理查德·費(fèi)曼在一個著名的演講中提出利用量子體系實(shí)現(xiàn)通用計算的想法。緊接著1985年大衛(wèi)·杜斯提出了量子圖靈機(jī)模型 。人們研究量子計算機(jī)最初很重要的一個出發(fā)點(diǎn)是探索通用計算機(jī)的計算極限。當(dāng)使用計算機(jī)模擬量子現(xiàn)象時，因?yàn)辇嫶蟮南柌乜臻g而數(shù)據(jù)量也變得龐大。一個完好的模擬所需的運(yùn)算時間則變得相當(dāng)可觀，甚至是不切實(shí)際的天文數(shù)字。理查德·費(fèi)曼當(dāng)時就想到如果用量子系統(tǒng)所構(gòu)成的計算機(jī)來模擬量子現(xiàn)象則運(yùn)算時間可大幅度減少，從而量子計算機(jī)的概念誕生。

量子計算機(jī)在1980年代多處于理論推導(dǎo)狀態(tài)。1994年彼得·秀爾（Peter Shor）提出量子質(zhì)因數(shù)分解算法后 ，因其對于現(xiàn)在通行于銀行及網(wǎng)絡(luò)等處的RSA加密算法可以破解而構(gòu)成威脅之后，量子計算機(jī)變成了熱門的話題，除了理論之外，也有不少學(xué)者著力于利用各種量子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)量子計算機(jī)。

半導(dǎo)體靠控制集成電路來記錄及運(yùn)算信息，量子計算機(jī)則希望控制原子或小分子的狀態(tài)，記錄和運(yùn)算信息。 1994年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的專家彼得·秀爾（Peter Shor）證明量子計算機(jī)能做出離散對數(shù)運(yùn)算 ，而且速度遠(yuǎn)勝傳統(tǒng)電腦。因?yàn)榱孔硬幌癜雽?dǎo)體只能記錄0與1，可以同時表示多種狀態(tài)。如果把半導(dǎo)體比喻成單一樂器，量子計算機(jī)就像交響樂團(tuán)，一次運(yùn)算可以處理多種不同狀況，因此，一個40比特的量子計算機(jī)，就能在很短時間內(nèi)解開1024位電腦花上數(shù)十年解決的問題。

基本概念

傳統(tǒng)計算機(jī)即對輸入信號序列按一定算法進(jìn)行變換的機(jī)器，其算法由計算機(jī)的內(nèi)部邏輯電路實(shí)現(xiàn)。

輸入態(tài)和輸出態(tài)都是傳統(tǒng)信號，用量子力學(xué)的語言來描述，也即是：其輸入態(tài)和輸出態(tài)都是某一力學(xué)量的本征態(tài)。如輸入二進(jìn)制序列 0110110 {\displaystyle 0110110} ，用量子記號，即 | 0110110 ? {\displaystyle \left|0110110\right\rangle } 。所有的輸入態(tài)均相互正交。對經(jīng)典計算機(jī)不可能輸入如下疊加態(tài)： c 1 | 0110110 ? + c 2 | 1001001 ? {\displaystyle c_{1}\left|0110110\right\rangle +c_{2}\left|1001001\right\rangle } 。

傳統(tǒng)計算機(jī)內(nèi)部的每一步變換都演化為正交態(tài)，而一般的量子變換沒有這個性質(zhì)，因此，傳統(tǒng)計算機(jī)中的變換（或計算）只對應(yīng)一類特殊集。

量子計算機(jī)分別對傳統(tǒng)計算機(jī)的限制作了推廣。量子計算機(jī)的輸入用一個具有有限能級的量子系統(tǒng)來描述，如二能級系統(tǒng)（稱為量子比特（qubits）），量子計算機(jī)的變換（即量子計算）包括所有可能的正變換。

量子計算機(jī)的輸入態(tài)和輸出態(tài)為一般的疊加態(tài)，其相互之間通常不正交；

量子計算機(jī)中的變換為所有可能的正變換。得出輸出態(tài)之后，量子計算機(jī)對輸出態(tài)進(jìn)行一定的測量，給出計算結(jié)果。

傳統(tǒng)計算是一類特殊的量子計算，量子計算對傳統(tǒng)計算作了極大的擴(kuò)充，其最本質(zhì)的特征為量子疊加性和量子相干性。量子計算機(jī)對每一個疊加分量實(shí)現(xiàn)的變換相當(dāng)于一種經(jīng)典計算，所有這些傳統(tǒng)計算同時完成，并按一定的概率振幅疊加起來，給出量子計算機(jī)的輸出結(jié)果。這種計算稱為量子并行計算。

實(shí)現(xiàn)

D-Wave 系統(tǒng)公司發(fā)布的計算設(shè)備

一般認(rèn)為量子計算機(jī)仍處于研究階段。然而2011年5月11日加拿大的D-Wave 系統(tǒng)公司發(fā)布了一款號稱“全球第一款商用型量子計算機(jī)”的計算設(shè)備“D-Wave One”，含有128個量子位。 。2011年5月25日，洛克希德·馬丁同意購買D-Wave One 。南加州大學(xué)洛克希德馬丁量子計算機(jī)研究中心（Lockheed Martin Quantum Computation Center）證明D-Wave One不遵循古典物理學(xué)法則的模擬退火法（simulated annealing）運(yùn)算模型，而是量子退火法。該論文《可編程量子退火的實(shí)驗(yàn)特性》（Experimental Signature of Programmable Quantum Annealing）發(fā)表于《自然通信》（ Nature Communications）期刊。該量子設(shè)備是否真的實(shí)現(xiàn)了量子計算目前還沒有得到學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)同，只能有證據(jù)顯示D-Wave系統(tǒng)在運(yùn)作時邏輯不同于傳統(tǒng)電腦。 。

2013年5月D-Wave 系統(tǒng)公司宣稱NASA和Google共同預(yù)定了一臺采用512量子位的 D-Wave Two 量子計算機(jī)。 該電腦運(yùn)行特定算法時比傳統(tǒng)電腦快上億倍，但換用算法解相同問題時卻又輸給傳統(tǒng)電腦，所以實(shí)驗(yàn)色彩濃厚并延續(xù)了學(xué)術(shù)界爭論。

2013年5月，谷歌和NASA在加利福尼亞的量子人工智能實(shí)驗(yàn)室發(fā)布D-Wave Two。

2013年6月，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士領(lǐng)銜的量子光學(xué)和量子信息團(tuán)隊(duì)的陸朝陽、劉乃樂研究小組，在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)用量子計算機(jī)求解線性方程組的實(shí)驗(yàn)。 同年發(fā)現(xiàn)了世界上穩(wěn)定度最高量子內(nèi)存，建構(gòu)實(shí)用量子計算機(jī)更進(jìn)一步。

2015年5月，IBM在量子運(yùn)算上獲取兩項(xiàng)關(guān)鍵性突破，開發(fā)出四量子位原型電路（Four Quantum Bit Cirt），成為未來10年量子計算機(jī)基礎(chǔ)。另外一項(xiàng)是，可以同時發(fā)現(xiàn)兩項(xiàng)量子的錯誤類型，分別為Bit-Flip（比特翻轉(zhuǎn)）與Phase-Flip（相位翻轉(zhuǎn)），不同于過往在同一時間內(nèi)只能找出一種錯誤類型，使量子計算機(jī)運(yùn)作更為穩(wěn)定。

2015年10月，新南威爾士大學(xué)首度使用硅制作出量子閘 。

2016年8月，美國馬里蘭大學(xué)學(xué)院市分校發(fā)明世界上第一臺由5量子比特組成的可編程量子計算機(jī) 。

2017年5月，中國科學(xué)院宣布制造出世界首臺超越早期經(jīng)典計算機(jī)的光量子計算機(jī)，研發(fā)了10比特超導(dǎo)量子線路樣品，通過高精度脈沖控制和全局糾纏操作，成功實(shí)現(xiàn)了目前世界上最大數(shù)目的超導(dǎo)量子比特多體純糾纏，并通過層析測量方法完整地刻畫了十比特量子態(tài) 。 此原型機(jī)的“玻色取樣”速度比國際同行之前所有實(shí)驗(yàn)機(jī)加快至少24000倍，比人類歷史上第一臺電子管計算機(jī)（ENIAC）和第一臺晶體管計算機(jī)（TRADIC）運(yùn)行速度快10-100倍，雖然還是緩慢但已經(jīng)逐步跨入實(shí)用價值階段。 真實(shí)性?

參考文獻(xiàn)

來源

Nielsen, Michael;Chuang, Isaac.Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge: Cambridge University Press. 2000. ISBN 0-521-63503-9. OCLC 174527496 .

Abbot, Derek;Doering, Charles R.;Caves, Carlton M.;Lidar, Daniel M.;Brandt, Howard E.;Hamilton, Alexander R.;Ferry, David K.;Gea-Banacloche, Julio;Bezrukov, Sergey M.;Kish, Laszlo B.Dreams versus Reality: Plenary Debate Session on Quantum Computing. Quantum Information Processing. 2003, 2 (6): 449–472. arXiv:quant-ph/0310130 . doi:10.1023/B:QI.0000042203.24782.9a .

DiVincenzo, David P. (2000). "The Physical Implementation of Quantum Computation". Experimental Proposals for Quantum Computation .arXiv:quant-ph/0002077

DiVincenzo, David P. Quantum Computation. Science. 1995, 270 (5234): 255–261.Bibcode:1995Sci...270..255D. doi:10.1126/science.270.5234.255 . Table 1 lists switching and dephasing times for various systems.

Feynman, Richard. Simulating physics with computers. International Journal of Theoretical Physics. 1982, 21 (6–7): 467.Bibcode:1982IJTP...21..467F. doi:10.1007/BF02650179 .

Jaeger, Gregg. Quantum Information: An Overview. Berlin: Springer. 2006. ISBN 0-387-35725-4. OCLC 255569451 .

Singer, Stephanie Frank. Linearity, Symmetry, and Prediction in the Hydrogen Atom. New York: Springer. 2005. ISBN 0-387-24637-1. OCLC 253709076 .

Benenti, Giuliano. Principles of Quantum Computation and Information Volume 1. New Jersey: World Scientific. 2004. ISBN 981-238-830-3. OCLC 179950736 .

Lomonaco, Sam.Four Lectures on Quantum Computing given at Oxford University in July 2006

C. Adami, N.J. Cerf. (1998). "Quantum computation with linear optics".arXiv:quant-ph/9806048v1.

Stolze, Joachim; Suter, Dieter. Quantum Computing. Wiley-VCH. 2004. ISBN 3-527-40438-4.

Mitchell, Ian.Computing Power into the 2t Century: Moore"s Law and Beyond. 1998.

Landauer, Rolf.Irreversibility and heat generation in the computing process (PDF) . 1961.

Moore, Gordon E.Cramming more components onto integrated cirts. Electronics Magazine. 1965.

Keyes, R. W. Miniaturization of electronics and its limits. IBM Journal of Research and Development. 1988.

Nielsen, M. A.; Knill, E.;Laflamme, R.Complete Quantum Teleportation By Nuclear Magnetic Resonance.

Vandersypen, Lieven M.K.; Yannoni, Constantino S.; Chuang, Isaac L. Liquid state NMR Quantum Computing. 2000.

Hiroshi, Imai; Masahito, Hayashi. Quantum Computation and Information. Berlin: Springer. 2006. ISBN 3-540-33132-8.

Berthiaume, Andre.Quantum Computation. 1997.

Simon, Daniel R.On the Power of Quantum Computation. Institute of Electrical and Electronic Engineers Computer Society Press. 1994.

Seminar Post Quantum Cryptology. Chair for communication security at the Ruhr-University Bochum.

Sanders, Laura.First programmable quantum computer created. 2009.

New trends in quantum computation.

Quantum computing for the determined– 22 video lectures by Michael Nielsen

Video Lecturesby David Deutsch

Lectures at the Institut Henri Poincaré (slides and videos)

Online lecture on An Introduction to Quantum Computing, Edward Gerjuoy (2008)

YouTube上的Quantum Computing research by Mikko M?tt?nen at Aalto University (video)

參見

量子計算

量子通信

光學(xué)電腦

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