对量子计算机的认识

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇对量子计算机的认识范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

对量子计算机的认识范文第1篇

人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题，学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高，最终地球上所有的能最将转换为计算的结果一造成熵的降低，这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的，因此，传统电子计算机的计算能力必有上限。而以mM研究中心朗道为代表的理论科学家认为到2l世纪30年代，芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度．此时，导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律一牛顿力学沿导线运行，而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象，从而导致芯片无法正常工作：同样，芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸后，晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。哲学家和科学家对此问题的看法十分一致：摩尔定律不久将不再适用。也就是说，电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在2l世纪前30年内终止。著名科学家，哈佛大学终身教授威尔逊指出：“科学代表着一个时代最为大胆的猜想。它纯粹是人为的。但我们相信，通过追寻“梦想一发现一解释一梦想”的不断循环，我们可以开拓一个个新领域，世界最终会变得越来越清晰，我们最终会了解宇宙的奥妙。所有的美妙都是彼此联系和有意义的。”

二、各种新型计算机

硅芯片技术高速发展的同时，也意味看硅技术越来越接近其物理极限。为此，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机的体系结构与技术都将产生一次量与质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、分子计算机、纳米计算机等，将会在二十一世纪走进我们的生活，遍布各个领域。

（1）量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。量子计算机(quorum computer)是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机是通过量子分裂式、量子修补式来进行一系列的大规模高精确度的运算的。其浮点运算性能是普通家用电脑的CPU所无法比拟的。量子计算机大规模运算的方式其实就类似于普通电脑的批处理程序，其运算方式简单来说就是通过大量的量子分裂，再进行高速的量子修补，但是其精确度和速度是普通电脑望尘莫及的。

（2）光子计算机。现有的计算机是由电子来传递和处理信息。电场在导线中传播的速度虽然比我们看到的任何运载工具运动的速度都快。但是，从发展高速率计算机来说，采用电子做输运信息载体还不能满足快的要求，提高计算机运算速度也明显表现出能力有限了。而光子计算机以光子作为传递信息的载体，光互连代替导线瓦连，以光硬件代替电子硬件，以光运算代替电运算，利用激光来传送信号，并由光导纤维与各种光学元件等构成集成光路，从而进行数据运算、传输和存储。在光子计算机中，不同波长、频率、偏振态及相位的光代表不同的数据，这远胜于电子计算机中通过电子状态变化进行的二进制运算，可以对复杂度高，计算量大的任务实现快速的并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。

（3）分子计算机。分子计算计划就是尝试利用分子计算的能力进行信息的处理。分子计算机的运行靠的是分子晶体可以吸收以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列。凭借着分子纳米级的尺寸，分子计算机的体积将剧减。

三、探究研究策略的依据

笔者认为开展计算机发展史研究的一种思路是：本着实用主义的态度，分阶段提取计算机发展过程中的关键问题。围绕这些问题展开研究，尤其要着力于问题解决过程中碰到的困难，以及问题解决后发现的新问题。

（1）“实用主义”无褒贬之分。弥补对计算机发展的历史认知，不宜再去重做实验，推倒人类已有的技术规范重来：只能进一步的学习和研究，在研究和学习中发现问题，找出规律。同时，“实用’，也是发挥后发优势的应有之义。

（2）紧紧围绕“问题”。在科学发展的历史进程中，问题要比问题的解决更重要，“一个好的问题堪比一所好的大学”计算机的发展也是在不断地提出问题、解决问题中发展进步，每一次问题的提炼和解决都促进了计算机水平得到一次升华和提高。

（3）事物的发展是动态的，已有问题的解决必然带来新的问题新的问题是对已有问题解决方法的挑战与审视，抑或是新科学新技术寻找用武之地发挥作用的要求，尝试主动提出可预见的问题并设法解决是现代思维方式的一个显著特征，爱冈斯坦曾说：提出一个问题往往比解决一个问题更重要，正是这个意思。提新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，这一切需要有创造性的想象力。往往是获得认识突破的契机，这种习惯或者素养是极其宝贵的。

四、结束语

计算机是20世纪人类最伟大的发明之一。在这个世纪之交，知识经济时代呼啸而来，作为知识和信息的处理、传输和存储之载体的计算机。在即将来临的2I世纪，将会不断地开发出新的品种。而这些新颖的计算机的发展将趋向超高速、超小型并行处理和智能化。为达到预想的目的各种新型材料将被运用到新型计算机的开发当中，如量子、光子分子等。未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力，使计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命，对人类社会的发展产生深远的影响。

参考文献：

[1]刘科伟等．量子计算与量子计算机．计算机工程与应用，2002(38)

[2]王延汀．谈谈光子计算机．现代物理知识，2004，(16)．

对量子计算机的认识范文第2篇

未来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。尽管受到物理极限的约束，采用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。作为Moore定律驱动下成功企业的典范Inter预计2001年推出1亿个晶体管的微处理器，并预计在2010年推出集成10亿个晶体管的微处理器，其性能为10万MIPS（1000亿条指令／秒）。而每秒100万亿次的超级计算机将出现在本世纪初出现。超高速计算机将采用平行处理技术，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的关键技术。

同时计算机将具备更多的智能成分，它将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段（如语音输入、手写输入）外，让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现，虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现。

传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升，新的海量存储技术趋于成熟，新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB（以一本书30万字计，它可存储约1500万本书）。信息的永久存储也将成为现实，千年存储器正在研制中，这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。如是，今日的大量文献可以原汁原味保存、并流芳百世。

新型计算机系统不断涌现

硅芯片技术的高速发展同时也意味着硅技术越来越近其物理极限，为此，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机从体系结构的变革到器件与技术革命都要产生一次量的乃至质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会在21世纪走进我们的生活，遍布各个领域。

量子计算机

量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行运算。

量子计算机中数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位可以是0或1，也可以既存储0又存储1。因此一个量子位可以存储2个数据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算，其运算速度可能比目前个人计算机的PentiumⅢ晶片快10亿倍。目前正在开发中的量子计算机有3种类型：核磁共振(NMR)量子计算机、硅基半导体量子计算机、离子阱量子计算机。预计2030年将普及量子计算机。

光子计算机

光子计算机即全光数字计算机，以光子代替电子，光互连代替导线互连，光硬件代替计算机中的电子硬件，光运算代替电运算。

与电子计算机相比，光计算机的“无导线计算机”信息传递平行通道密度极大。一枚直径5分硬币大小的棱镜，它的通过能力超过全世界现有电话电缆的许多倍。光的并行、高速，天然地决定了光计算机的并行处理能力很强，具有超高速运算速度。超高速电子计算机只能在低温下工作，而光计算机在室温下即可开展工作。光计算机还具有与人脑相似的容错性。系统中某一元件损坏或出错时，并不影响最终的计算结果。

目前，世界上第一台光计算机已由欧共体的英国、法国、比利时、德国、意大利的70多名科学家研制成功，其运算速度比电子计算机快1000倍。科学家们预计，光计算机的进一步研制将成为21世纪高科技课题之一。

生物计算机（分子计算机）

生物计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。计算机的转换开关由酶来充当，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。

20世纪70年代，人们发现脱氧核糖核酸(DNA)处于不同状态时可以代表信息的有或无。DNA分子中的遗传密码相当于存储的数据，DNA分子间通过生化反应，从一种基因代玛转变为另一种基因代码。反应前的基因代码相当于输入数据，反应后的基因代码相当于输出数据。如果能控制这一反应过程，那么就可以制作成功DNA计算机。

蛋白质分子比硅晶片上电子元件要小得多，彼此相距甚近，生物计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。DNA分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液，可存储1万亿亿的二进制数据。DNA计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白质分子，所以生物计算机既有自我修复的功能，又可直接与生物活体相联。预计10～20年后，DNA计算机将进入实用阶段。

纳米计算机

“纳米”是一个计量单位，一个纳米等于10[-9]米，大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品。

现在纳米技术正从MEMS（微电子机械系统）起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积不过数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。

目前，纳米计算机的成功研制已有一些鼓舞人心的消息，惠普实验室的科研人员已开始应用纳米技术研制芯片，一旦他们的研究获得成功，将为其他缩微计算机元件的研制和生产铺平道路。

互联网络继续蔓延与提升

今天人们谈到计算机必然地和网络联系起来，一方面孤立的未加入网络的计算机越来越难以见到，另一方面计算机的概念也被网络所扩展。二十世纪九十年代兴起的Internet在过去如火如荼地发展，其影响之广、普及之快是前所未有的。从没有一种技术能像Internet一样，剧烈地改变着我们的学习、生活和习惯方式。全世界几乎所有国家都有计算机网络直接或间接地与Internet相连，使之成为一个全球范围的计算机互联网络。人们可以通过Internet与世界各地的其它用户自由地进行通信，可从Internet中获得各种信息。

回顾一下我国互联网络的发展，就可以感受到互联网普及之快。近三年中国互联网络信息中心(CNNIC)对我国互联网络状况的调查表明我国的Internet发展呈现爆炸式增长，2000年1月我国上网计算机数为350万台，2001年的统计数为892万台，翻一番多；2000年1月我国上网用户人数890万；2001年1月的统计数为2250万人，接近于3倍；2000年1月CN下注册的域名数为48575，2001年1月的统计数为122099个，接近于3倍；国际线路的总容量目前达2799M，8倍于2000年1月的351M。

人们已充分领略到网络的魅力，Internet大大缩小了时空界限，通过网络人们可以共享计算机硬件资源、软件资源和信息资源。“网络就是计算机”的概念被事实一再证明，被世人逐步接受。

在未来10年内，建立透明的全光网络势在必行，互联网的传输速率将提高100倍。在Internet上进行医疗诊断、远程教学、电子商务、视频会议、视频图书馆等将得以普及。同时，无线网络的构建将成为众多公司竞争的主战场，未来我们可以通过无线接入随时随地连接到Internet上，进行交流、获取信息、观看电视节目。

移动计算技术与系统

随着因特网的迅猛发展和广泛应用、无线移动通信技术的成熟以及计算机处理能力的不断提高，新的业务和应用不断涌现。移动计算正是为提高工作效率和随时能够交换和处理信息所提出，业已成为产业发展的重要方向。

移动计算包括三个要素：通信、计算和移动。这三个方面既相互独立又相互联系。移动计算概念提出之前，人们对它们的研究已经很长时间了，移动计算是第一次把它们结合起来进行研究。它们可以相互转化，例如，通信系统的容量可以通过计算处理（信源压缩，信道编码，缓存，预取）得到提高。

移动性可以给计算和通信带来新的应用，但同时也带来了许多问题。最大的问题就是如何面对无线移动环境带来的挑战。在无线移动环境中，信号要受到各种各样的干扰和衰落的影响，会有多径和移动，给信号带来时域和频域弥散、频带资源受限、较大的传输时延等等问题。这样一个环境下，引出了很多在移动通信网络和计算机网络中未遇到的问题。第一，信道可靠性问题和系统配置问题。有限的无线带宽、恶劣的通信环境使各种应用必须建立在一个不可靠的、可能断开的物理连接上。在移动计算网络环境下，移动终端位置的移动要求系统能够实时进行配置和更新。第二，为了真正实现在移动中进行各种计算，必须要对宽带数据业务进行支持。第三，如何将现有的主要针对话音业务的移动管理技术拓展到宽带数据业务。第四，如何把一些在固定计算网络中的成熟技术移植到移动计算网络中。

对量子计算机的认识范文第3篇

关键词：计算机；应用现状；发展趋势

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）27-0236-02

1前言

随着我国经济建设的不断加强和对经济的重视程度的不断加深，人们对物质生活和精神生活的要求也越来越高，也因此人们对计算机技术的重视程度正在不断的提高。随着计算机的发展和进步，人们对计算机技术的应用也越来越高，在这个过程中，我们就需要对计算机的应用现状加以进一步的分析，并提出相应的改进措施，并在此基础之上准确的把握计算机未来的发展趋势，进而提升整体的应用水平，促进我国的科技发展和进步，促进经济的建设。

2我国计算机的发展现状

要想真正意义上加强我国计算机的发展和应用，就需要正确认识到我国计算机的发展和应用现状，对此进行准确的分析和判断进而对此辅以进一步的措施实现加强和促进。其中主要的现状表现在：

首先是可喜之处，就是随着我国对计算机重视程度的不断增强以及我国经济水平以及人们的生活质量的提升，使得计算机在我国各个领域都发挥着重要的作用。其中就我国的影视娱乐行业来说，在进行影视娱乐创作的过程中，我们所熟识的影视创作其中包括了电影电视剧以及动画等都离不开网络和计算机的作用和应用。同时数字音乐也是近几年我们所关注的重要的内容，事实上，数字音乐从制作到后期的流通整个过程中都离不开计算机网络的应用。而从农业上来看，则是相对促进了农业的生产和流通，建立了较为完善的网络体系，使得农民能够及时了解到市场的供应和需求的关系，并对此进行有效的调整和安排。同时近些年来，随着教育事业的蓬勃发展和进步，计算机的应用在我们日常的教学中发挥着越来越重要的作用，网络授课已经成为了一种十分重要的教学形式，受到了多数人的支持和维护。网络授课之所以能够得到有效的推广，其中有一部分原因在于网络授课能够打破以往的时间和地点的限制，使得教育资源得到最为有效的利用。同时在人们的日常生活中，计算机有效地丰富了民众的日常生活，使得教育资源得到了进一步的有效利用和推广的同时也促进了其他方面的进步，成为了人们日常生活中不可获取的一部分。

同时，现有的发展状况中可以看出计算机的应用还存在很多的不足，还具有一定的不足和改进的空间。主要分为以下几个部分：首先计算机的信息化水平发展较低，事实上我国现有的计算机信息化的水平不足以满足人们对计算机技术的需求，与此同时，我国大部分的大型工程中需要的软硬件产品皆是源于国外，依赖于国外的进口，这就使得我国的相关技术的发展对国外的依赖性极强，缺乏足够的自主创新的能力和实力。其次就是我国的相关的法律法规相对落后，缺乏具有针对性的发展，这也就使得互联和计算机的应用范围在扩大的过程中，不断地出现各种各样的问题，这些问题缺乏一个有效合理的解决措施，这也就使得整体的发展受到阻碍。再次，就是我国领土疆域均较大，这也就带来了一定的地理差异问题，给计算机发展带来了一定的阻碍和影响，事实上，我国各个地区的经济和文化都有着显著的差异，这也就使得各地区对计算机等技术的接受程度和使用能力有所异同，相较于我国大部分地区来说，东南地区对计算机的使用量和需求量是相对最高的，因此推动经济前发达地区的计算机应用是我们急需解决的问题。最后由于我国计算机整体水平偏低，在部分领域我国还是过于依赖国外的进口技术，缺乏创新性的同时缺乏自主性，使得我国计算机技术难以真正的发挥 其作用，无法满足市场的需求。

3计算机的应用发展和发展趋势

为了加强计算机的应用和发展，就需要针对目前存在的问题进行剖析，寻找合理有效的解决措施，其中主要的方式和未来的发展趋向是：

3.1对新兴的技术进行应用

事实上，计算机作为一种新型的技术形式，要想对计算机进行有效的应用，就需要加强对计算机的发展，这就需要加强对计算机方向内容的研究加强对计算机人才的培养，提高自主创新的能力，摆脱对西方国家的过度的依赖。这就需要在现有的技术和能力上加以创新，促进新兴技术的进一步的发展和应用，其中主要包括了以下几个内容：首先加强对量子计算机的应用，事实上量子计算机的应用是我国计算机和网络系统的发展的必然趋势，这主要是由于量子计算机左右平行运算的功能和平行处理的能力，这也就使得量子计算机被大为推广。随着我国社会经济发展的需求，目前信息量越来越庞大，量子计算机的优势也就自然而然的凸显出来了，通过对量子计算机的应用从而实现快速查找和搜索需要信息的目的。例如我们需要从上百万的网址中查找我们所需要的网址，用传统的计算机就需要运行近百万次才能找到需要的网址，这也就使得这个过程中消耗巨大，而量子计算机则可以相对简单快捷地搜寻到需要的信息和内容。可以说随着信息量和数据库的不断地扩大，这就使得量子计算机的作用和地位不断地突显，占据越来越重要的地位。

其次是对生物计算机的应用，随着我国科技的进步和发展，人们对生物技术的重视程度也就越来越高。生物计算机已经成为了近几年来我国研究的重要领域，生物计算机简而言之也可以理解为是人脑的一种扩充，通过生物计算机可以和人脑进行连接，实现人脑对极其进行控制和指挥，能够有效地促进人脑和计算机的进一步的结合使用，加快了计算机运转的效率，降低了不必要的损耗。

3.2 我国的相关法律法规还需要进一步的完善和增强

事实上我国对计算机网络系统有关的法律法规还不够健全，而完善法律法规成为了我国计算机发展史的一个必然的趋势。正所谓无规矩不成方圆，一个合理有效的法律体系能够保证计算机的正常稳定的发展和进步，这就需要在原有的法律法规的基础上进行有效的改进和完善，保证法律法规最大程度的细化处理。事实上，随着计算机网络应用范围正在不断的扩大，因此对计算机的应用进行一个相对合理有效的规划加速我国计算机的发展和进步。最大程度地给我国计算机应用提供快捷和方便，实现安全可靠的计算机应用系统，给人们带来最为有效的发展和进步。

事实上，只有一个完善的计算机网路的处理法则才能够给用户提供最为基础的保障，为避免一切不必要的问题和危害就需要及时对这些问题进行控制和管理，保证计算机的发展和应用，保证我国经济的正常发展良性进步。

3.3 需要加强地区的发展和平衡

事实上，我国的地区经济技术的平衡发展将成为日后计算机应用的主流的表现形式。事实上只有一个平衡的地区发展关系才能够给地区带来友好的促进，随着我国经济快速发展，这就需要相关的负责人对此进行合理的安排和调整，尽可能的保证各个地区的平衡发展和进步，保证地区与地区之间的共同而和谐的发展，不断地缩小地区之间的差异，保证人才的高效利用。

保证地区的发展和进步，真正意义上的控制各地区的经济和文化的状况，避免不必要的意外的出现，保证我国经济的稳定发展和进步。给计算机的普及工作带来最优的方式进行，保证计算机的稳定发展和进步。

3.4 微型化

从计算机的发展历程来看，计算机经历了电子计算机，晶体管计算机，中小规模集成电路计算机，大规模和超大规模的集成电路计算机四个打死的阶段，根据各种元素进行分析和探索。事实上，计算机已经在社会中各个领域都进行了宣传和偶记。随着电子技术的进一步发展和进步，人们对电子设备的要求也越来越高，其中体积作为一个重要内容，必然会受到关注。

随着电子技术的应用和发展，人们对计算机的方便性的需求如此之高，希望能够随身携带各种计算机。事实上，我们可以看出，未来计算机的发展方向将是不断地趋向于微型化的发展和进步。

4结束语

随着计算机在人们生活中扮演着越来越重要的角色，人们逐渐认识到计算机的重要性，在这个过程中就需要对计算机的应用进行加强，最大化的促进生意的发展和需求。事实上，经济的发展和科技的进步，给人们带来了越来越大的生活压力，计算机作为人们生活中的密不可分的成分，就需要大家对此进行准确的认识和确定，给计算机应用提供最大的便利和帮助，加强对计算机的应用和促进，给我国经济发展作出贡献。

参考文献：

[1] 李万明.浅谈计算机应用的发展现状和趋势[J].网络安全技术与应用，2015（01）：177+180.

对量子计算机的认识范文第4篇

做“品牌”的科学家

对于中国最聪明的孩子和世界顶尖的计算机研究院来说，姚期智和他的“姚班”，名头如雷贯耳。

另外一位图灵奖获得者John Hopcroft曾对“姚班”有过这样的评价：“姚班有世界最优秀的本科生和最优秀的本科教育。”对于这一评价，姚期智骄傲地认为：当之无愧。“我们本科的毕业生被国外顶级大学如MIT，史丹福，普林斯顿等竞相争取为研究生。我认为，‘姚班’的文化已经建设成功，一年级传承一年级。”姚期智说，“我们有的本科生在本科阶段所发表的论文，已完全可以作为博士生的毕业论文，这样的水平在世界上任何一所大学都是罕见的。”

10年间，一批批创新人才从“姚班”迈向了世界的学术舞台。“现在美国、亚洲优秀的计算机研究机构，有很多‘姚班’的校友，他们都还比较年轻，随着时间推移，‘姚班’的品牌效应会越来越大。”

在2004年，姚期智辞去普林斯顿大学的终身教职来到清华任教的时候，“姚班”的培养模式与它最终能呈现的成果还都只是个构想。“我当时花了较多时间在教学上。很多本科生的课都是我先教一次甚至两三次。后来我们渐渐引进了一群高水平科研人员，这些年轻教授成长起来，能接替许多教学与行政工作。所以我现在教学与行政上的责任已经轻了，80%的时间都返回到我自己专长的科学研究。”

“姚班”还不是姚期智打造出的唯一品牌：“我认为做事情要一样一样来，每做一件事一定要打造出一个品牌，有令人惊艳的成果。从这个角度看，我回国后做了两件事。在教育上推出‘姚班’成为一个优秀的教育品牌。在科研上，过去六年里，我们建设完成的量子计算机实验室，则是一个世界瞩目的尖端科研品牌。”

姚期智说，“当初图灵所发明的计算机模式，60年来随着微电子技术的日益精密，已到达瓶颈，急需新的计算模式来引领未来发展。30多年前，物理学家首先提出用最现代的量子物理原理制造出全新的计算机。我过去二十几年的专业之一，就是探讨新的量子算法及密码。2010年时，我感觉到量子计算已即将进入一个起飞阶段，中国必须及时投入此重要邻域的研究。清华大学领导协助我向国家申请经费，于2011年建立量子计算机实验室。做出世界上第一台量子计算机是每个科技大国都在“抢”的一场竞赛。我们的对手是美国、欧洲、加拿大最前沿的实验室。如今，经过6年努力，我们的量子计算机实验室堪称是世界最先进的量子计算机实验室之一。

“走在前面”的人

姚期智认为，目前已经有不少优秀人才学成归国。“虽然有些尖端的科研领域还没有形成真正的回国潮，我们不用着急。一方面研究机构要有一些制度，使大家回来之后生活上能够匹配，但更重要的是必创造出一个科研环境，让科学家觉得回中国是他们最好的出路。我认为条件一样的情况下，多数中国人还都是会选择在自己的国家进行科研项目。以前不少精英人才出国去，是因为我们的科研实力跟国外差得很远，回国来也没什么用。所以我现在做的事情就是扎扎实实把中国科研在某几个方面推向一个高峰，让这些领域的科学家感觉的到回到中国来做是他们最好的选择。”

“中国当前有一个很吸引人的地方：我们的经济及各方面成长都很快，而且国家更把科研放在很重要的位置来强调。在美国、欧洲这些地方都没有把科学、科学家在国家层面如此重视，这一点中国是很有超前视野的。”姚期智说。

姚期智认为，当国家的科研积累到了一个临界点，就会发生很巨大浪潮。“这个浪潮一定会发生，以我对中国科研推动的感觉，我认为今后5年会是一个契机。因为‘十三五’规划确立了不少大型的项目，选择的都是最到位的方向，在很多重要的方向我们也有了非常好的领军人物，他们必能善用这些资源，带领优秀团队，做出骄人的成果。”

“可能有些人觉得，尽管这几年国家在科研方面的投入力度很大，‘回国潮’发生得仍不够快。但是我认为，我们不用着急，依照规律推进，一个事情一旦发生的时候，就像排山倒海一样。”

“这是个多元的社会”

“依照规律推进”，这似乎是姚期智的思路。因此，当姚期智谈及“陈凯先之问”，他没有直接去想“怎么答”，而是把问题引入了一个更深的层次：我们为什么要追问“陈凯先之问”？在姚期智看来，“陈凯先之问”与其说是在拷问社会对科学与科学家的态度，不如说是在思索作为一个经济飞速发展的大国，如何建设和营造科学的繁荣，科学的繁荣又该如何助力中国的全面复兴。

“我觉得我们并不需要众多科学家，也不是人人都能当科学家。从这个意义上说，就更不用强求每个人都想当科学家。”姚期智说。真是惊人之语。“其实如果你去美国，美国的小孩也是崇拜篮球明星或者歌星、演员的。一个诺贝尔奖获得者走在街上其实也没多少人认识他的。”姚期智说，“我认为这是很正常的。”

对量子计算机的认识范文第5篇

IBM近日庆祝在技术创新领域取得的辉煌纪录，以此庆贺公司百年华诞。IBM研制出了动态随机存储器（DRAM）、磁盘驱动器、用在信用卡上的磁条，以及其他许多发明。IBM是世界上最富有创新精神的公司之一。

但计算机行业正在迈向新的未来技术，这项新技术具有与当年推出的硅芯片一样的颠覆性和革命性，那就是量子计算。量子计算系统利用亚原子粒子的行为，处理现在由芯片上晶体管处理的计算任务。

这个未来距离今天还有10年到20年，甚至更遥远。但如果能够完全发挥量子计算的潜力，它也许会在芯片和硬件设计领域掀起一股开发热潮，让人联想起几十年前硅谷经历的那一幕。

IBM的创新副总裁兼IBM院士Bernard Meyerson说：“想一想我们如今在着手处理的改变游戏规则的技术（指量子计算）。”Meyerson的职责就是有确保世人不会仅仅认为IBM在过去100年的辉煌就是其最好的。那是他谈论芯片行业会出现变化的原因之一。

按照摩尔定律，将来这类晶体管的尺寸会比今天最先进处理器上的晶体管再缩小10倍，变得实在太小了，“以至于进入到量子力学操作的范畴――这方面根本没有先例。”

Meyerson表示，一旦现有的技术达到尺寸缩小方面的极限――大概10年后，还会设法继续取得进步，因为工程师们使用集成度很高的芯片制造紧密耦合系统，另外会在存储器、缓存和速度处理方面有所改进。

不断发展的这种势头会延长到20年，但之后，“你最好要有锦囊妙计。”Meyerson说。而其中一个锦囊妙计也许就是量子计算。

IBM研究中心的量子计算高级经理Bill Gallagher表示，IBM的研究人员多年来在研究量子计算的理论和潜力；最近他们一直在针对概念进行试验。

Gallagher说：“这是我们在眼下最重要的基础性研究项目之一，可能也是规模最大的基础性研究项目之一。”他说，“已取得了良好的进展，但还有很长一段路要走。”

普通计算机由一组二进制比特数字组成，这个比特可能是0或1。但量子比特可以同时保存0和1这两个状态。量子计算机中的处理能力可以急剧增强，而不是一个接一个地执行计算。两个量子比特（qubit）可保存4个不同的状态――这4个状态可以同时处理；三个量子比特可保存8个状态，十个量子比特可保存1024个状态。研究人员期望有朝一日，研制出有数千个量子比特的计算机。

但量子计算的亚原子世界带来了严峻挑战。要保持“量子相干性”（即运行计算的原子和电子之间相互作用保持一种稳定状态）有多种方法，包括在-273℃摄氏度的温度下进行处理（接近绝对零度），以减少热干扰；以及使用超导金属。延长可以保持相干状态的时间是研究人员面临的挑战之一。

随着研究的不断继续深入，量子计算市场正俨然形成。

关注的问题之一是，量子计算机最终能够突破密码保护技术。Security Innovation这家公司之前就一直在考虑这个问题，并研发出了公开密钥算法NTRUSign。该公司表示，这种算法能够抵御量子计算攻击。它最近获得了专利。

Security Innovation的首席科学家William Whyte说：“谁要是在制造需要十年后安全，很难升级的系统，就应该认真考虑这个问题：如果量子计算出现在世人面前，会发生什么。”

Whyte所在的公司是最早关注量子计算所带来影响的一批公司之一。

Whyte关注量子计算市场的不断发展，同时看到了业界在探索制造量子计算系统的种种想法和材料。

“我认为，你会看到非常有创意的想法迸发出来，”Whyte说；新公司如雨后春笋般地冒出来，有望“超越现有厂商”。

加拿大不列颠哥伦比亚省伯纳比的D-Wave Systems就是这样一家在制造量子计算系统的公司。D-Wave公司在上个月宣布，它已将第一套完整系统卖给了洛克希德?马丁公司。该公司的研究成果上个月还发表在了《自然》科学杂志上。

D-Wave Systems的联合创始人兼首席技术官Geordie Rose表示，经营了12年的这家公司在研制一种128量子比特的处理器，现已发展到了第23代。

量子系统旨在解决无法用传统计算机很好地处理的一类问题，如机器学习、人工智能和数理逻辑。Rose表示，这类问题需要核查数量庞大的可能性，以便找到最佳答案。

在发展的初期阶段， Rose认为创业公司具有优势。他说：“因为条条框框少得多，效率就高得多；远见卓识的人其角色重要得多。”

D-Wave这个例子还表明：即使在量子计算这个全新的领域，崛起的新兴公司也会对传统老牌公司构成新的挑战。

IBM的Myerson持有发明证书，拥有多项专利权，还为硅锗技术的研发作出了卓越贡献。

如今，Meyerson肩负在IBM促进创新的重任，他及其团队致力于提供全面的、跨学科领域的集成，以便在新领域获得重大突破，又要确保IBM有一套流程以便不断改进现有技术。