Algorithm 版 (精华区)

发信人: zjliu (fly), 信区: Algorithm
标  题: 量子计算
发信站: 哈工大紫丁香 (Tue Aug 27 18:19:03 2002) , 转信



    量子计算（Quantum Computering，QC）
   量子信息以量子态作为信息载体，信息的传送和处理均要遵从量子力学规律，它为信
息科学的未来发展提供了新的原理和方法。迄今，理论和实验研究证实，量子信息在提高

运算速度、确保信息安全、增大信息容量等方面可以突破现有信息系统的极限，
量子信息主要包括了量子计算和量子通信。Shor于1994年提出"量子并行算法"，证明一
旦量子计算机研制成功，可以有效地攻破现在广泛使用的RSA公开的密钥体系，Grover于
1997年提出"量子搜寻算法"，可以破译DES密码体系。另一方面，量子密码原则上可以提
供不可窃听、不可破译的保密通信体系。此外。量子信息能开发出许多经典信息所无法
做到的新的信息功能，如量子隐形传态(Quantum teleportation)、量子密集编码等。
   QC 算法涉及就概率因子进行思考，对于现在的程序员而言，这是概念上的变化。
量子计算的另一个优点就是其计算具有可逆性，可逆计算机的优点是它解决了计算机中
的能耗问题。而能耗会导致计算机中的芯片发热，极大地影响了芯片的集成度，从而限
制了计算机的运行速度。研究发现，能耗来源于计算过程中的不可逆操作。量子计算的
可逆性使其具有巨大的计算能力。
  虽然量子计算有很多优点，但其实现难度也是很大的。世界上至今还没有可以使用的
量子计算机。无论是量子并行计算还是量子模拟计算，本质上都是利用了量子相干性。遗

憾的是，在实际系统中量子相干性很难保持。在量子计算机中，量子比特不是一个孤立
的系统，它会与外部环境发生相互作用，导致量子相干性的衰减，即消相干。因此，要
使量子计算成为现实，一个核心问题就是克服消相干。而量子编码是迄今发现的克服消
相干最有效的方法。主要的几种量子编码方案是：量子纠错码、量子避错码和量子防错
码。量子纠错码是经典纠错码的类比，是目前研究的最多的一类编码，其优点为适用范
围广，缺点是效率不高。





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