计算机量子物理学,Quantum physics and computers：（量子物理学和计算机）.pdf
Quantum physics and computers：(量子物理学和计算机)
Quantum Physics and Computers
Adriano Barenco
Clarendon Laboratory, University of Oxford
Parks Road, Oxford OX1 3PU, United Kingdom
6
9
9
1 Abstract
c Recent theoretical results confirm that quantum theory provides the possibil-
e
D ity of new ways of performing efficient calculations. The most striking example
is the factoring problem. It has recently been shown that computers that exploit
3 quantum features could factor large composite integers. This task is believed
to be out of reach of classical computers as soon as the number of digits in
2 the number to factor exceeds a certain limit. The additional power of quantum
v
4 computers comes from the possibility of employing a superposition of states,
1 of following many distinct computation paths and of producing a final output
0 that depends on the interference of all of them. This “quantum parallelism”
2 outstrips by far any parallelism that can be thought of in classical computation
1 and is responsible for the “exponential” speed-up of computation.
6
9 Experimentally, however, it will be extremely difficult to “decouple” a quan-
/ tum computer from its environment. Noise fluctuations due to the outside world,
h no matter how little, are sufficient to drastically reduce the performance of these
p
- new computing devices. To control the nefarious effects of this environmental
t
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