美国大学量子计算机
⑴ 量子计算机还要忽悠多少年
量子计算机这些年颇受到一些公众和媒体的吹捧,好像马上就要来一个超级机器一样恐怖。其实可以做如下小结:
(1)问:量子计算机是一台能广泛应用的超级计算机吗?
回答:当然不是,目前学界公认,如果量子计算机能做出来,只是在个别领域才有用,例如破解RSA公钥体系的密码。在一般民用领域根本就没有应用价值。
(2)问:量子计算机是一台比经典计算机都无比强大的超级计算机吗?
回答:当然不是,目前学界公认,如果量子计算机能做出来,也只是在少数几个算法上比经典计算机快,例如大数质因子分解算法,用来破RSA公钥体系的密码。
在很多算法上,量子计算机根本就不会比经典计算机快。
(3)问:量子计算机现在到什么程度了?
回答:如果要让量子计算机破RSA公钥体系的密码,那么一般需要1000-5000个量子比特,目前人们做的最好的离子阱体系,从1994年到现在,20年过去了,
才只做到14个量子比特。即使按照每2年才能增加一个量子比特的速度,乐观估计也要几百年达到1000个量子比特,更何况以后的发展难度是指数型上升。
2012年诺贝尔物理得主,专门做量子信息的法国科学家Haroche在其诺贝尔演讲辞中专门说:量子计算机看起来是一个乌托邦。
(4)问:量子计算机在欧美发达国际很受重视吗?
回答:曾经在上个世纪90年末,本世纪初较受重视,但是目前已经冷了很多,对量子计算的支持经费已经砍了很多,基本上也就是维持而已。
就拿这次斯诺登所谓的爆料来说,其实这根本就不算什么爆料,看来斯诺登已经基本上没有什么可以爆料的了。这个在官方网站上都可以查询到的,大概5年8000万美元,也就是一般的一个项目,
其中给做量子计算的只有1000多万美元。说明大家都知道这个方向很难很难,也就是投点钱意思意思。给的是美国马里兰大学的Monroe教授,是做离子阱量子计算的。
连Monroe教授自己都站出来说,这根本就不是什么秘密,而且这个领域前景不乐观,做出实用化量子计算机看来是遥遥无期的事情。
(5)问:D-Wave公司所谓的量子计算机是怎么回事?
回答:D-Wave是加拿大的一个公司,选择了所谓量子绝热演化算法,因此其所谓的量子计算机在学术界不能被称为量子计算机,最多是一个有量子效应的机器,最核心的
是其量子相干性和纠缠性是没有的,只是有一般的量子隧道效应而已,这也是最被学术界诟病的地方。
风投给了该公司3000万美元,他们也花了好些年了,所以不断做宣传,终于卖出去2台,每台各1000万美元,主要作为测试用。
目前的结论是:这是一台有量子效应的机器,但是否比经典计算机快是不确定的,而且可以肯定的说这不是学术界定义的那种量子计算机。
⑵ 光量子计算机诞生 到底有多牛
一切物质,都是由各种粒子构成。量子,可以简单的视为构成粒子的最小的单位。量子,具有波粒二象性。类似“一只蝴蝶,在亚马逊煽动一下翅膀,就可能会在其它地方引起飓风”(蝴蝶效应),任何一个量子(或者粒子),跟其它任何一个量子(或者粒子)均存在在一定的关系和联系,任何一个粒子发生改变,都会对其它所有粒子产生影响。
比如地球上的一粒灰尘的“运动”,都会对无数万亿光年外的一粒“灰尘”造成“影响”,只不过,这种“影响”非常非常非常小,小到无法测量、无法形容!而这种“影响”的速度,超越光速!可以简单把两个量子之间的“影响”理解为地球与太阳,既有“引力”(万有引力),又有斥力。
这就意味着,一旦能够利用这种“影响”,可以实现超越光速的通信。这种通信,不仅速度快到不可以想象,加上其它量子技术,使得破解通信数据,难得无以附加,数据安全性得到保障,数据传输量远超人类想象。当然目前还在最原始阶段。
什么是量子计算机?传统计算机,可以简单的理解为,一台识别二进制的机器。所有东西,对于电脑来说,都是二进制的0,1。比如一个灯泡,有开、关(亮,不亮)两种状态,一切事情,都可以有多个开、关(亮、不亮)来表示、记录、操作等(只不过人识别不了,机器能够识别)。一件事情,一个动作,越复杂,需要越多的“灯泡”来记录、表示。比如,2个二进制数,最多表达四种情况,00,01,10,11;而2个10进制数,最多表达100种情况,00,01...,99;第一种类似传统计算机,第二种类似量子计算机;就像灯泡,不仅有了亮、不亮的状态,还把亮度分为无数个维度,亮度为1,2,....,无穷大。所以,理论上,量子计算机的计算效率,是传统计算机的几乎是无数倍(当然只是理论上)。世界第一台量子计算机----中国产量子计算机,是世界第一台传统计算机(美国宾夕法尼亚大学“埃尼阿克”)的几十至几百倍。当然不能和最先进的比,毕竟,量子计算机刚开始研制。
依据量子比特的特殊性,著名物理学家理查德·费曼最早提出了量子计算机。按照他当时的设想,如果用量子系统构成的计算机来模拟量子现象,运算时间可大幅度减少。量子计算机的概念从此诞生。
⑶ 量子计算机的技术
1920年,奥地利人埃尔温·薛定谔、爱因斯坦、德国人海森伯格和狄拉克,共同创建了一个前所未有的新学科——量子力学。量子力学的诞生为人类未来的第四次工业革命打下了基础。在它的基础上人们发现了一个新的技术,就是量子计算机。
量子计算机的技术概念最早由理查得·费曼提出,后经过很多年的研究这一技术已初步见成效。
美国的洛斯阿拉莫斯和麻省理工学院、IBM、和斯坦福大学、武汉物理教学所、清华大学四个研究组已实现7个量子比特量子算法演示。
2001年,科学家在具有15个量子位的核磁共振量子计算机上成功利用秀尔算法对15进行因式分解。
2005年,美国密歇根大学的科学家使用半导体芯片实现离子囚笼(ion trap)。
2007年2月,加拿大D-Wave系统公司宣布研制成功16位量子比特的超导量子计算机,但其作用仅限于解决一些最优化问题,与科学界公认的能运行各种量子算法的量子计算机仍有较大区别。
2009年,耶鲁大学的科学家制造了首个固态量子处理器。
2009年11月15日,世界首台可编程的通用量子计算机正式在美国诞生。同年,英国布里斯托尔大学的科学家研制出基于量子光学的量子计算机芯片,可运行秀尔算法。
2010年3月31日,德国于利希研究中心发表公报:德国超级计算机成功模拟42位量子计算机,该中心的超级计算机JUGENE成功模拟了42位的量子计算机,在此基础上研究人员首次能够仔细地研究高位数量子计算机系统的特性。
2011年4月,一个成员来自澳大利亚和日本的科研团队在量子通信方面取得突破,实现了量子信息的完整传输。 2011年5月11日, 加拿大的D-Wave System Inc. 发布了一款号称 “全球第一款商用型量子计算机”的计算设备“D-Wave One”。该量子设备是否真的实现了量子计算还没有得到学术界广泛认同。同年9月,科学家证明量子计算机可以用冯·诺依曼架构来实现。 同年11月,科学家使用4个量子位成功对143进行因式分解。
2012年2月,IBM声称在超导集成电路实现的量子计算方面取得数项突破性进展。 同年4月,一个多国合作的科研团队研发出基于金刚石的具有两个量子位的量子计算机,可运行Grover算法,在95%的数据库搜索测试中,一次搜索即得到正确答案。该研究成果为小体积、室温下可正常工作的量子计算机的实现提供可能。同年9月,一个澳大利亚的科研团队实现基于单个硅原子的量子位,为量子储存器的制造提供了基础。 同年11月,首次观察到宏观物体中的量子跃迁现象。
2013年5月D-Wave System Inc宣称NASA和Google共同预定了一台采用512量子位的D-Wave Two量子计算机。 2013年6月8日,由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息团队首次成功实现了用量子计算机求解线性方程组的实验。相关成果发表在2013年6月7日出版的《物理评论快报》上,审稿人评价“实验工作新颖而且重要”,认为“这个算法是量子信息技术最有前途的应用之一”。据介绍,线性方程组广泛应用于几乎每一个科学和工程领域。日常的气象预报,就需要建立并求解包含百万变量的线性方程组,来实现对大气中温度、气压、湿度等物理参数的模拟和预测。而高准确度的气象预报则需要求解具有海量数据的方程组,假使求解一个亿亿亿级变量的方程组,即便是用现在世界上最快的超级计算机也至少需要几百年。 美国麻省理工学院教授塞斯·罗伊德等提出了用于求解线性方程组的量子算法,利用GHz时钟频率的量子计算机将只需要10秒钟。该研究团队发展了世界领先的多光子纠缠操控技术。实验的成功标志着我国在光学量子计算领域保持着国际领先地位。
⑷ 纳米级量子电脑发展得如何
纳米技术不但能使传统的微加工技术达到更高的程度,同时它还在试图以一种与以往相独特的方法来制造电子元件。传统的制造方法都在努力把大的东西做小,而纳米技术却要从底部出发,即由极小的分子元件组装成大的器件。这种由小到大的方法被一致性的认为是未来的发展方向,下面就让我们看看纳米技术是如何打造超级电脑的。
分子计算机的研发
现代的电子计算机是根据二进制的原理制造的,就是说计算机内所有的数据指令都是以二进制表达的。
我们通常使用的计数方式是十进制,用的是0~9这10个数字来表示数的大小,而二进制只用0和1这两个数字来表示数。大家对于这个了解下就可以了。二进制数用在计算机中进行加减乘除的运算非常方便。一个晶体管可以用两种状态,即打开和关闭,用打开状态代表1,用关闭状态代表0。分子中的化学键也可以有链接和断开两种状态。那么我们可不可以利用分子中化学键的开和关制造分子大小的开关,进而制造计算机呢?
美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家就发明了一种新型分子开关,使分子计算机又向前迈进了一步。这一发明被选为“2000年世界十大科技进展”之一。
据介绍,这种分子开关非常的细,以一种叫套环烃的物质为基础制成。它包括衔接在一起的两个小环,每个小环由原子连接而成。这两个小环以互锁的方式衔接,就像是一小段链条。每个小环上都有两个叫做“识别位置”的结构,它们能够相互发生电化学作用。
现有的计算机基于二进位制,以晶体管的开和关两个状态来表示二进制的0和1。分子开关则有特殊的开和关状态。当一个电脉冲通过套环烃分子时,其中一个环将会失去一个电子并绕另一个环转动,这时分子开关处于“开”状态。失去电子的环重新得到原来的电子,则使开关处于“关”状态。套环烃开关能够反复被打开和关闭,且能在常温和固态下工作。实现分子开关的“开”和“关”状态,相当于制造出了用于电子计算机的最简单的逻辑门。逻辑门是现有计算机中央处理器工作的基础。
接下来的任务,科学家们还需要研制出合适的导线,以将分子开关连接起来,并通过整体设计将其开发成计算机元件。经过反复研究商讨之后,他们认为纳米碳管有可能是理想的导线材料。
2001年7月,一群惠普公司和洛杉矶加州大学的研究人员在报告中说,他们已成功制造了厚度仅相当于一粒分子的初步电路逻辑闸。而目前,其他小组如耶鲁大学和里斯大学的研究者们也准备宣布他们已成功制造了这种分子电路的其他基本计算部件。据他们说:他们已迈出重要的一步,并且超过了惠普和洛杉矶加州大学的研究者们。
在7月份的示范中,那个分子闸可移入“开”或“关”的位置,但不能恢复原位。可是耶鲁和里斯大学的研究小组却说,他们能够控制分子闸的开关,这是表述0和1的必要步骤。惠普实验室的科学家说他们在制造宽度少于12个原子的传导电线组中迈出了重要的一步,这是把分子开关连结起来的决定性步骤,有朝一日,这次前进将可能使电脑的运算速度比现在快许多倍。
据悉,某些在高度保密环境下工作的实验室,正在其他方面取得进展。其中一个实验室正在研制一种分子装置,它可储存随机存取数据。
如果成功制造出分子记忆装置,将来只需花费几美元费用,就可获得巨大的贮存容量,这对于我们将会是一个巨大的财富。一项近期可实施的应用方式,可能是把整部具有数码影碟质量的电影,储存在一个比普遍半导体芯片还小很多的空间里。
分子计算机运行所需的电力比现有计算机大大减少,这将使它的功效达到目前硅芯片计算机的百万倍。而且,分子计算机能够安全保存大量数据,使用它的用户可不必进行文件删除工作也可保持可用空间。此外,分子计算机还有希望免受计算机病毒、系统崩溃和碰撞等故障的影响,使计算机系统变的更加具有稳定性安全性。
光子计算机的研发
1990年,美国的贝尔实验室推出了一台由激光器、透镜、反射镜等组成的电脑。这就是光子计算机的雏形。光子计算机又叫光脑。电脑是靠电荷在线路中的流动来处理信息的,而光脑则是靠激光束进入由反射镜和透镜组成的阵列来对信息进行处理的。与电脑相似的是,光脑也靠产生一系列逻辑操作来处理和解决问题。
电脑的功率取决于其组成部件的运行速度和排列密度,光子在这两个方面做得都是很出色的。光子的速度即光速,为每秒30万千米,是宇宙中最快的速度,激光束对信息的处理速度可达现有半导体硅器件的1000倍。光子不像电子那样需要在导线中传播,即使在光线相交时,它们之间也不会相互影响,并且在不满足干涉的条件下也互不干涉。光束的这种互不干涉的特性,使得光脑能够顺利地在极小的空间内开辟很多平行的信息通道,并且密度大令人吃惊。一块截面为5分硬币大小的棱镜,其通过能力超过全球现有电话电缆的许多倍。贝尔实验室研制成功的光学转换器,在印刷字母O中可以装入2000个信息通道。因此,电子工程师们早就设想在电脑中使用光子了。
光脑的许多关键技术,如光互联技术、光存储技术、光电子集成电路等目前都已获得突破。光脑的应用将使信息技术发展产生飞跃并且成为促进信息技术进步的关键之一。
生物计算机的研发
电脑的性能是由元件与元件之间电流启闭的开关速度来决定的。科学家发现,蛋白质有开关特性,用蛋白质分子做元件制成的集成电路,称为生物芯片。那么使用生物芯片的计算机称为生物计算机。已经研制出利用蛋白质团来制造的开关装置有:遗传生成芯片、合成蛋白质芯片、红血素芯片等。
用蛋白质制造的电脑芯片,在1平方微米面积上可容纳数亿个电路。因为它的一个存储点只有一个分子大小,所以存储容量可达到普通电脑的10亿倍。蛋白质构成的集成电路大小只相当于硅片集成电路的10万分之一,而且运转速度是相当地快,它只有10~11秒,大大超过人脑的思维速度;生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍,传递信息速度要比人脑思维速度快得多了。
生物芯片传递信息时阻抗小,耗能低,而且具有生物的特点,自我组织和自我修复的功能都将会出现。它可以与人体及人脑结合起来,听从人脑指挥,从人体中吸收营养。把生物芯片植入人的脑内,可以使盲人复明,使人脑的记忆力成千上万倍地提高;若是植入血管中,则可以监视人体内的化学变化,可以预防各种疾病的发生。
美国已研究出可以用于生物电脑的分子电路,它由有机物质的分子组成,只有现代电脑电路的千分之一大小。
生物电子技术是巧妙地将生物技术与电子技术融合在一起而产生的一种新技术。它利用微电子技术及生物技术,使DNA分子之间可以在某种酶的作用下瞬间完成生物化学反应,从一种基因代码变成另一种基因代码。反应前的基因代码可作为输入数据,反应后的基因代码可以作为运算结果。如果控制得当,那么还可以利用这种过程制成一种新型电脑。DNA制出的电脑运算速度是非常地快,它几天的运算量就相当于目前世界上所有计算机问世以来的总运算量。此外,它的存储容量非常大,超过目前所有计算机的存储容量。再有,DNA电脑所耗的能量极低,只有一台普通电脑的十亿分之一。
生物电脑是人们多年来的期望。有了它可以实现现有电脑无法实现的模糊推理功能和神经网络运算功能,它的出现是智能计算机的突破口之一,它也是发展计算机行业的引导查。一些科学家认为,这种新型电脑将很快就能取得实质性进展。
量子计算机的研发
2000年,IBM公司宣布研制出利用5个原子作为处理器和存储器的量子计算机,即量子电脑。
按摩尔定律,电脑处理器正在变得越来越小,其功能则正在变得越来越强。但是令人遗憾的是,目前的处理器制造方式预料会在今后10年左右达到极限。现在使用的平版印刷技术无法制造出分子大小的微器件,这促使研究人员尝试利用基因链或通过开发其他微型技术来制造电脑。
量子计算机是一种基于原子所具有的神秘量子物理特性的装置,这些特性使得原子能够通过相互作用起到电脑处理器和存储器的作用。IBM的这台量子计算机被认为是朝着具有超高速运算能力的新一代计算装置迈出的新的一步。量子计算机的基本元件就是原子和分子。它可以用于诸如数据库超高速搜索等方面,还可以用于密码技术上,即密码的编制和破译。IBM公司利用这台量子电脑样机解决了密码技术中的一个典型的数学问题,即求解函数的周期。它可以一次性地解决这一问题的任何例题,而常规电脑需要重复数次才能解决这样的问题。
虽然微电子技术面临挑战,但传统的制造业在挑战面前并不会低头气馁,仍在坚持不断地探索解决问题的新途径。美国电话电报公司的贝尔研究室于1988年研制成功了隧道三极管。这种新型电子器件的基本原理是在两个半导体之间形成一层很薄的绝缘体,其厚度为1~10纳米之间,此时电子会有一定的概率穿越绝缘层。这就是所谓的量子隧道效应。一层超薄的绝缘层好像是大山底下的一条隧道,电子可以顺利地从山的这边穿到山的那边。由于巧妙地应用了量子隧道效应,所以器件的尺寸比目前的集成电路小100倍,而运算速度提高1000倍,功率损耗只有传统晶体管的千分之一。显然,速度快,体积小,功耗低的崭新器件,对超越集成电路的物理限制具有重大意义。随着研究工作的深入发展,近年科学家已研制成功单电子晶体管,只要控制单个电子就可以完成特定的功能。
在过去几十年中,硅芯片走过一条高速成长之路。30纳米晶体管技术将使硅芯片可以容纳4亿个晶体锋。但这种增长不可能永远持续下去。因为,硅芯片的发展将很快走向尽头。谁会成为传统的硅芯片电脑的终结者?目前科学家看好光电脑、生物电脑和量子电脑,其中又以量子电脑呼声最高。
光电脑利用光子取代电子进行运算和存储,它用不同波长的光代表不同数据,可快速完成复杂计算。然而要想制造光电脑,需要开发出可用一条光束控制另一条光束变化的光学晶体管。现有的光学晶体管庞大而笨拙,用其制造台式电脑,将有一辆汽车那么大,因此,光电脑短期内进入实用阶段将是一件十分困难的事。
DNA(脱氧核糖核酸)电脑是美国南加州大学阿德勒曼博士1994年提出的奇思妙想,他提出通过控制DNA分子间的生化反应来完成运算。
DNA是生物遗传的物质基础,它通过4种核苷酸的排列组合存储生物遗传信息。将运算信息排列于DNA上,并通过特定DNA片段之间的相互作用来得出运算结果,是DNA计算机工作的主要原理。
网德勒曼教授是DNA计算机研究领域的先驱他开创了对DNA计算机的研究之路。他于1994年在实验中演示,DNA计算机可以解决著名的“推销员问题”,首次论证了这种计算技术的可行性。“推销员问题”用数学语言来说,是求得在7个城市间寻找最短的路线,这么简单的问题,心算就可以给出答案。
但这次阿德勒曼教授用DNA计算机演示的新问题难度就大多了,靠人脑的计算能力基本无法处理,形象化地表述如下:假设你走进一个有100万辆汽车的车行,想买一辆称心的车。你向销售员提出了一大堆条件,如“敞篷和天蓝色的”,“想买一辆4座和自动档的”,“宝马车”等等,加起来多达24项。在整个车行中,能满足你所有条件的车只有一辆。从理论上说,销售员必须一辆辆费劲地找。而现在传统的电子计算机采用的就是这种串行计算的办法来求解。
阿德勒曼等设计的DNA计算机则就是针对这一问题进行了并行处理。他们首先利用DNA片段编码了100万种可能的答案,然后将其逐一通过不同容器,每个容器都放入了代表24个限制条件之一的DNA。每通过一个容器,满足特定限制条件的DNA分子经反应后就会被留下,并进入下一个容器继续接受其他限制条件的检验,不满足的则被排除出去。
从解决这个问题的过程中不难看出,理论上,DNA计算机的运算策略和速度将优于传统的电子计算机。阿德勒曼教授说,虽然他们的新实验进一步提高了DNA计算机模型的运算能力,但总的来说,DNA计算机还是存在太高的错误率;要真正超越电子计算机,还需要在DNA大分子操纵技术等方面有大的突破。而且目前流行的DNA计算技术都必须将DNA溶于试管液体中。这种电脑由一堆装着有机液体的试管组成,神奇归神奇,却也很笨拙。如果这一问题得不到解决,DNA电脑在可以预见的未来将难以取代硅芯片电脑。与前两者相比,量子电脑前景似乎更为光明。一些科学家预言,量子电脑将从新一代电脑研制热潮中脱颖而出,成为今后重要研究的一个目标。
中国科技大学量子电脑研究专家也提出了与此相同的观点,将量子形容为一种“玄而又玄”的东西,提出了一个比喻:如果一只老鼠准备绕过一只猫,根据经典物理理论,它要么从左边、要么从右边穿过。而根据量子理论,它可以同时从猫的左边和右边穿过。量子这种常人难以理解的特性使得具有5000个量子位的量子电脑,可在约30秒内解决传统超级电脑要100亿年才能解决的大数因子分解问题。由于意识到量子电脑问世后将对电脑及网络安全构成巨大冲击,不少国家从自身国家利益出发,正在量子电脑研究领域展开激烈的角逐,时刻密切关注着量子电脑的发展进程。
2000年,量子电脑研究捷报频传。先是中国科学院知识创新工程开放实验室成功研制出4个量子位的演示用量子电脑。之后,美国IBM公司又推出5个量子位的演示用量子电脑。在美国加州理工学院,科学家们甚至已经在从事量子因特网的研究。
量子电脑虽然威力无比,妙不可言,要想它被广泛地运用,真正为人类造福还需耐心期待。由于量子电脑的原理与构造和传统计算机截然不同,科学家的研制工作几乎是从零开始,十分艰难。
量子电脑运行时所需的绝对低温、原子测控等苛刻条件更使这种“魔法”般玄妙的神物目前不可能像个人电脑机一样走入寻常百姓家。但人们也不必失望,相信经过科学家的不懈努力,在不久的将来,当量子电脑走出实验室,真正可以实际应用时,普通人完全可以通过互联网访问远程的量子主机,指挥它于这于那,共享这项神奇的发明。
可以预料,虽然量子电脑距离实用化还有很长的一段路要走,但它取代硅芯片电脑可能只是时间问题。
⑸ 如何评价美国宣布已经研制出世界上第一台量子计算机
美国时间12月9日,多家美国媒体报道,美国航空航天局与谷歌公司本周早些时候(12月版8日夜)宣布,他们制造出了权第一台真正利用量子机制运算的电脑,并称这台代号D-WAVE 2X的计算机运算速度可以达到普通电脑的一亿倍。10日,俄罗斯卫星新闻网发表新闻称,中国科技大学的一个研究小组利用一块金刚石制造出了世界上首台量子计算机,可以在不到一秒时间内破解普通计算机需要几年甚至十年才能破解的密码。量子计算机和常温核聚变、超导等技术被视为开启第四次工业革命大门的未来技术,如今中美竟然在一星期内先后宣布突破这种能够把信息技术带入新时代的超级电脑?如果这都是真的,那不啻于吹响“量子计算机竞赛”的号角,其意义不亚于点燃太空竞赛的“东方”号飞船升空。然而,观察者网发现,这两条新闻似乎都显然有夸大成分,人类真正要进入量子计算时代,恐怕还要等很长时间。
⑹ 量子计算机研究处于前沿的大学
国内的复话中科大比较领先。现制在主要是潘建伟小组在做,他们在量子纠缠上的研究已经达到世界先进水准,量子通信和量子计算做的都不错。量子计算机主要是解决多量子体系纠缠态的制备以及找到更有效的算法,主要还是在量子物理。2007年潘建伟他们发表了一篇文章叫用光量子比特演示休尔量子因子分解算法的编译版,当时也挺轰动的。
国外的话牛津、慕尼黑、维也纳大学;美国的麻省,加州伯克利等几所也做得不错。
不过我建议你,如果想做这方面的研究,去中科大真的很不错,他们有国家级微尺度物理实验室,无论在硬件还是软件上都很强,几乎每年中国十大科技进展里都有潘建伟小组的身影,你可以去搜搜。
⑺ 量子计算机的研发情况
1920年,奥地利人埃尔温·薛定谔、爱因斯坦、德国人海森伯格和狄拉克,共同创建了一个前所未有的新学科——量子力学。量子力学的诞生为人类未来的第四次工业革命打下了基础。在它的基础上人们发现了一个新的技术,就是量子计算机。
量子计算机的技术概念最早由理查得·费曼提出,后经过很多年的研究这一技术已初步见成效。
美国的洛斯阿拉莫斯和麻省理工学院、IBM、和斯坦福大学、武汉物理教学所、清华大学四个研究组已实现7个量子比特量子算法演示。
2001年,科学家在具有15个量子位的核磁共振量子计算机上成功利用秀尔算法对15进行因式分解。
2005年,美国密歇根大学的科学家使用半导体芯片实现离子囚笼(ion trap)。
2007年2月,加拿大D-Wave系统公司宣布研制成功16位量子比特的超导量子计算机,但其作用仅限于解决一些最优化问题,与科学界公认的能运行各种量子算法的量子计算机仍有较大区别。
2009年,耶鲁大学的科学家制造了首个固态量子处理器。
2009年11月15日,世界首台可编程的通用量子计算机正式在美国诞生。同年,英国布里斯托尔大学的科学家研制出基于量子光学的量子计算机芯片,可运行秀尔算法。
2010年3月31日,德国于利希研究中心发表公报:德国超级计算机成功模拟42位量子计算机,该中心的超级计算机JUGENE成功模拟了42位的量子计算机,在此基础上研究人员首次能够仔细地研究高位数量子计算机系统的特性。
2011年4月,一个成员来自澳大利亚和日本的科研团队在量子通信方面取得突破,实现了量子信息的完整传输。 2011年5月11日, 加拿大的D-Wave System Inc. 发布了一款号称 “全球第一款商用型量子计算机”的计算设备“D-Wave One”。该量子设备是否真的实现了量子计算还没有得到学术界广泛认同。同年9月,科学家证明量子计算机可以用冯·诺依曼架构来实现。 同年11月,科学家使用4个量子位成功对143进行因式分解。
2012年2月,IBM声称在超导集成电路实现的量子计算方面取得数项突破性进展。 同年4月,一个多国合作的科研团队研发出基于金刚石的具有两个量子位的量子计算机,可运行Grover算法,在95%的数据库搜索测试中,一次搜索即得到正确答案。该研究成果为小体积、室温下可正常工作的量子计算机的实现提供可能。同年9月,一个澳大利亚的科研团队实现基于单个硅原子的量子位,为量子储存器的制造提供了基础。 同年11月,首次观察到宏观物体中的量子跃迁现象。
2013年5月D-Wave System Inc宣称NASA和Google共同预定了一台采用512量子位的D-Wave Two量子计算机。 2013年6月8日,由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息团队首次成功实现了用量子计算机求解线性方程组的实验。相关成果发表在2013年6月7日出版的《物理评论快报》上,审稿人评价“实验工作新颖而且重要”,认为“这个算法是量子信息技术最有前途的应用之一”。据介绍,线性方程组广泛应用于几乎每一个科学和工程领域。日常的气象预报,就需要建立并求解包含百万变量的线性方程组,来实现对大气中温度、气压、湿度等物理参数的模拟和预测。而高准确度的气象预报则需要求解具有海量数据的方程组,假使求解一个亿亿亿级变量的方程组,即便是用现在世界上最快的超级计算机也至少需要几百年。 美国麻省理工学院教授塞斯·罗伊德等提出了用于求解线性方程组的量子算法,利用GHz时钟频率的量子计算机将只需要10秒钟。该研究团队发展了世界领先的多光子纠缠操控技术。实验的成功标志着我国在光学量子计算领域保持着国际领先地位。