光量子计算机.ppt

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1、光量子计算机 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望什么是量子。最小的不可分割单元例子：能量子、电子、光子什么是光子。光子是传递电磁相互作用的基本粒子光子是一种量子，光子可以称为光量子什么是光量子计算机。电子速度的限制：0.5*m*(v2)=V*e;V=1.5伏特v=7.3*105 m/sc=3*108 m/s410倍对处理器的重复利用计算速度：万亿次每秒例子：炮弹测试好的炮弹：单个光子穿过即引爆哑弹：光子可以毫无阻碍的穿过（唯一区别）problem1：能

2、否检测出一个好的炮弹？problem2：能否在不破坏好的炮弹的前提下检测出好的炮弹？problem3：能否一定的概率，在不破坏好的炮弹的前提下检测出好的炮弹？传统计算机 NO光量子计算机 YESD1D2B2B1这是什么？半透半反镜光束：一半透射，一半反射光子：一半可能性透射，一半可能性反射关于半波损失光在被平面镜反射的时候，会有 的相位突变，对于半透半反镜，一侧有相位突变，一侧没有相位突变。光的干涉：对于两束强度相等的光：若它们相位相同，则会加强；若它们相位差 则会消失光只能被D2接受D1D2B2B1当光束的强度逐渐减弱，甚至是单个光子通过的时候，会发生什么？经典思维：D1接受一半，D2接受一

3、半实验结果：只有D2可以接收到怎么解释呢？explanation1：光子在第一个半透半反镜处分裂成两个与量子性相矛盾explanation2：仍然是一个光子，只不过同时走了两条路径光子处在“在上面”与“在下面”的叠加态之中生与死的叠加态。但为什么我们从来没有观测到“有死有活”的猫？大自然是很吝啬的，从来不肯把叠加态展现在人类面前，所以当我们观测时，这个观测会“强迫”系统选择一个特定的状态呈现在我们面前。好弹：反应光子的状态-是对光子的观测-强迫光子选择一条确定的路径。哑弹：不能反应光子的状态-不是对光子的观测-光子处在叠加态之中。D1D2B2B1哑弹：100%D2好弹：50%explode,2

4、5%D2,25%D1.结论：以25%的概率，在不破坏好弹的前提下检测出一个好弹。量子比特基本的运算单位电子计算机中，一个比特是确定的，非0即1量子比特允许0与1按一定的概率叠加，或者说是0和1的某个叠加态。这样做的好处是？极大的增加了可储存的信息量为并行计算提供了可能什么是并行计算？量子比特跟我们现在的世界，到底有什么地方的不一样呢？我想，中国有一个古书叫淮南子，中间的一句话，可以将最基本的精神讲的非常清楚。就是杨子见歧路而哭之。有一个人走到一条路上，要不然向南，要不就是向北，不知道怎么决定，不知道哪个方向是对的，所以就坐在那里哭。我们一般古典当中告诉我们，不能同时做两件事情。那么，在量子世界当中，告诉我们一个好消息，实际上如果有非常精细，非常高级的一种仪器的话，可以探讨两条路同时走。这个就是量子世界有这个可能性，可以做一个同时的搜索。姚期智并行计算有多快？1994年，人们采用1600台工作站实施经典的运算花了8个月将数长为129位的大数成功地分解成两个素数相乘。若采用一台量子计算机则1秒钟就可以破解。随着数长度的增大，电子计算机所需花的时间将指数上升，例如数长为1000位，分解它所需时间比宇宙年龄还长，而量子计算机所花时间是以多项式增长，仍然可以很快破解。