导读：量子计算机的发展论文如何撰写？想必现在也是有很多人都正在为这个问题而苦恼的吧，其实写作论文首先需要确定论文题目，然后要明确自己的论文写作重点，但是如何选题写作？大家就可以借鉴参考一些优秀的范文了，本文分类为量子计算机论文，下面是小编为大家整理的几篇量子计算机的发展论文范文供大家参考。

量子计算机的研究与发展

一、 引言

随着计算机技术的日新月异,计算机的计算速度迅猛增长,从而使得硅片上的集成电路最终缩小到不能再缩小的极限,也就是说,那些独立的组件将只有几个原子这么大,进而打破了经典的物理定律。此种趋势促使人们考虑研究遵循量子力学原理的量子计算机和量子计算技术. 20 世纪后期以来科学家们在量子计算机的研制、量子计算和量子通信技术等方面取得了令人鼓舞的成就. 专家门预测, 21世纪将是研究、开发与应用"量子计算机"、"量子计算"和"量子通信"技术的新时代。量子特性使得具有5000个量子位(比特)的量子计算机,可以在大约30秒内解决传统超级计算机要100亿年才能解决的大数因子分解问题。因而,量子计算机被视作为最有希望替代目前通用的硅芯片计算机的未来之星。

二、量子计算机的基本原理

量子计算机的主要构成部分包括:(1)输入设备――量子态的制备系统;(2)量子逻辑门;(3)量子导线――信息态的保真信道;(4)输出设备――量子态的测量系统。

计算机采用二进位制,一个信息位用1或0表示,这对应于电路的通或断,电容器的充电或不充电,逻辑上的是或否,真或假。在量子计算机中,工作物质处在0与1的叠加态,称为量子态,这是没有经典类似的。利用适当的脉冲改变量子态,从0到1或从1到0,称为量子态的变换或翻转。对一个处于基态的原子,不采取任何行动,就写入了一个0。用适当频率的激光将基态原子激发到激发态,就写入了一个1。在量子计算机中"半翻转"的量子态(0与1的几率各为1/2的叠加态),开辟了新型计算的途径。量子计算机能存储许多态的叠加态,一次运算对许多态同时进行,并能进行特定的有效计算,这是它的本质上的优越性。

量子计算机要求能快速高效地并行运算,这就要利用其另外一个特性――量子相干性。量子计算机之所以能快速高效地运算正缘于此。然而令人遗憾的是量子相干性很难保持,在外部环境影响下很容易丢失相干性从而导致运算错误。虽然采用量子纠错码技术可避免出错,但其原理也只是发现和纠正错误,却不能从根本上杜绝量子相干性的丢失。看来距高效量子计算时代还有相当一段漫长曲折之路。

三、量子计算机的应用与发展

量子计算机的应用主要有以下三个方面:

(一)保密通信。由于量子态具有事先不可确定的特性,而量子信息是用量子态编码的信息,同时量子信息满足"量子态不可完全克隆定理",也就是说当量子信息在量子信道上传输时,假如窃听者截获了用量子态表示的密钥,也不可能恢复原本的密钥信息,从而不能破译秘密信息。因此,在量子信道上可以实现量子信息的保密通信。

(二)量子算法。对于一个足够大的整数,即使是用高性能超级并行计算机要在现实的可接受的有限时间内,分解出它是由哪两个素数相乘的是一件十分困难的工作,所以多年来人们一直认为RSA密码系统在计算上是安全的。

(三)快速搜索。众所周知,要在经典计算机上从N个记录的无序的数据库中搜索出指定的记录,算法的时间复杂性为O(N)。因为搜索数据库是在外存进行的,所以当记录数N充分大时,搜索工作犹如"大海捞针"一样的困难与烦琐。

综上所述,量子计算机具有(经典计算机不可能具有的)如下特性:高的信息传递保真度,能进行量子数据压缩(Quantum datacompression)、超距传递(Teleportation)、超密编码(Super dense coding)、快速量子运算和超快量子傅里叶展开,在解决纠错、防错、改错编码方面,在解决退相干等问题方面也已取得重要进展。

四、 展望未来

量子物理与计算机科学的结合产生了量子计算。与经典计算相比,量子计算机具有明显的优越性,它在未来的应用将会引起多个科学技术与经济生活等领域的变革。从原则上讲,在克服了复杂的技术性问题以后,量子计算与量子计算机的实现已不存在什么困难。量子计算机是计算机未来发展的方向之一。目前有多个国家的科学家正在就制造量子计算机可以使用的材料、量子计算机的工作特性等进行基础性研究。可以预计,在不久的将来,量子通信和量子计算机在技术上将出现实用化前景,虽然道路艰难而曲折,但一定会成为现实。

参考文献:

[1]钟诚,陈国良.量子计算及其应用[J].广西大学学报,2002,27(1).

[2]J.I.Cirac and P.Zoller.A scalable quantum computer with ions in an array of microtraps,Nature,2000.

[3]马宏源,王洪福,张寿.在热腔中实现Grover量子搜索算法[J].延边大学学报,2008,34(1).

[4]马雷.量子计算与量子计算机[J].物理教学,2006,28(6).

[5]Deutsch D.The Chruch turing princeple and the universal quantum computer[J]. Proc R Soc,1985.

[6]Deutsch D.Rapid solution of problem by quantum computation[J].Proc R Soc,1992.

量子通信的发展与应用

量子通信是伴随着信息技术和物理学领域对量子学的不断研究而发展起来的。它的发展历史仅有二十多年，但由于其信息传输的高效性以及绝对的安全性而被广泛应用。本文主要研究该项技术的发展历史、几种主要的量子通信技术原理及特点等。

引言：

量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。这一新型通信技术是伴随着通信技术的不断发展和物理学领域的不断研究而发展起来的，是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。近年来这门学科已逐步从理论走向实验，以其特有的高效性和安全性等特点而被军事等领域广泛研究应用，并向实用化发展。同时，随着社会科技和经济的不断发展，普通民众对信息传输的要求也日益提高，对信息传输的稳定性、安全性要求也不断提高，因此也急需这一技术来作为对现有通信手段的补充和优化，以不断提高信息传输的质量。这种无论是来自军事等特殊领域还是来自普通民众等普通领域对信息传输的高要求都促使着量子通信技术不断研究与发展，以满足人们不断严苛的通信需求。

一、量子通信的发展概述

量子通信技术是在量子力学的基础上发展起来的。量子力学诞生于1926年，是人类对微观世界加以认识的理论基础之一。量子力学和相对论之间的不相容性在1935年被爱因斯坦、波多尔基斯和罗森论证后，约翰?贝尔于1964年提出贝尔理论，阿斯派克等人于1982年证明了超光速响应的存在。在这一基础上，美国科学家贝内特于1993年首次提出了量子通信的概念。这一概念的提出，使爱因斯坦的量子纠缠效益开始真正发挥其威力。

自量子通信概念提出以后，6位来自不同国家的科学家，基于量子纠缠理论，提出了利用经典与量子相结合的方法实现量子隐形传送的方案，这是量子通信最初的基本方案。量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。