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关于量子计算机

作者:ade 时间:2007-2-3 16:30:57 收藏 编辑

  量子力学是第三种有潜力创造超级计算革命的技术。这一概念比光子计算或生物计算的概念出现得晚,但是却具有更大的革命潜力。由于量子计算机利用了量子力学违反直觉的法则,它们的潜在运算速度将大大快于电子计算机。事实上,它们速度的提高差不多是没有止境的。一台具有5000个左右量子位的量子计算机可以在大约3 0秒内解决传统超级计算机需要100亿年才能解决的素数问题。

  眼下恰好有一项重要的用途适合这种貌似深奥的作业。通过对代表数据的代码进行加密,计算机数据得到保护。而解密的数学“钥匙”是以十分巨大的数字——一般长达250位——及其素数因子的形式出现的。这样的加密被认为是无法破译的,因为没有一台传统计算机能够在适当的时间里计算出如此巨大数字的素数因子。但是,至少在理论上,量子计算机可以轻易地处理这些素数加密方案。因此,量子计算机黑客将不仅能够轻而易举地获得常常出没于各种计算机网络(包括因特网)中的信用卡号码及其他个人信息,而且能够轻易获取政府及军方机密。这也正是某些奉行“宁为人先、莫落人后”这一原则的政府机构一直在投入巨资进行量子计算机研究的原因。

  量子计算机将不大可能破坏因特网的完整性,不仅如此,它们到头来还可能给因特网带来巨大的好处。两年前,贝尔实验室的研究人员洛夫·格罗弗发现了用量子计算机处理我们许多人的一种日常事务的方法———搜寻隐藏在浩如烟海的庞大数据库内的某项信息。寻找数据库中的信息就像是在公文包里找东西一样。如果各不相同的量子位状态组合分别检索数据库不同的部分,那么其中的一种状态组合将会遭遇到所需查找的信息。

  由于某些技术的限制,量子搜索所能带来的速度提高并没有预计的那么大,例如,如果要在1亿个地址中搜索某个地址,传统计算机需要进行大约5000万次尝试才能找到该地址;而量子计算机则需大约1万次尝试,不过这已经是很大的改善了,如果数据库增大的话,改善将会更大。此外,数据库搜索是一种十分基础的计算机任务,任何的改善都很可能对大批的应用产生影响。

  迄今为止,很少有研究人员愿意预言量子计算机是否将会得到更为广泛的应用。尽管如此,总的趋势一直是喜人的。尽管许多物理学家————如果不是全部的话———一开始曾认为量子力学扑朔迷离的本性必定会消除实用量子计算技术面临的难以捉摸而又根深蒂固的障碍,但已经进行的深刻而广泛的理论研究却尚未能造就一台实实在在的机器。

  那么,量子计算机的研究热潮到底意味着什么?计算技术的历史表明,总是先有硬件和软件的突破,然后才出现需要由它们解决的问题。或许,到我们需要检索那些用普通计算机耗时数月才能查完的庞大数据库时,量子计算机才将会真正开始投入运行。研究将能取代电子计算机的技术并非易事。毕竟,采用标准微处理器技术的并行计算机每隔几年都会有长足的进步。因此,任何要想取代它的技术必须极其出色。不过,计算技术领域的进步始终是十分迅速的,并且充满了意想不到的事情。对未来的预测从来都是靠不住的。

本文摘自《百年科学发现》

第2楼 eagle22
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听说法国还是哪个国家已经做出了某种意义上的量子计算机...

 

回复时间:2007-3-16 21:51:08
第3楼 ade
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  是加拿大一家公司宣布的,说是已经制造出了世界上首个商业量子计算机。位于温哥华的D波系统(D-Wave Systems)公司声称他们制造的猎户计算机(Orion Computer)是用超导材料制成的,可以对数据库进行简单的搜索。这家公司计划于2008年开始出售这款计算机的商业版本,但是没有透露细节。许多物理学家们对此表示十分怀疑。

  英国牛津大学(Oxford University)的物理学家Andrew Steane说:“如果他们真的能够控制16位量子字节,这就意味着他们完成了非常令人激动的工作。”但他同时也表示,D波公司发布的消息来得太过突然,在这家公司发布更详细的信息前,他仍持怀疑态度。

回复时间:2007-3-18 10:25:57
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