从“电”走向“光”和“量子”的Internet

Ｉｎｔｅｒｎｅｔ开始用于军事,后迅速扩大到全球各行各业,乃至人类的日常工作与学习,Ｉｎｔｅｒｎｅｔ与社会融合,促进社会发展的同时,也促进自身技术的飞速发展,Ｉｎｔｅｒｎｅｔ由电走向光,再由光走向更高层次的量子Ｉｎｔｅｒｎｅｔ。     

从“电”走向“光”和“量子”的Internet

Internet开始用于军事，后迅速扩大到全球各行各业，乃至人类的日常工作与学习，Internet与社会融合，促进社会发展的同时，也促进自身技术的飞速发展，Internet由电走向光，再由光走向更高层次的量子Internet.     

光互联网和量子互联网

Internet网开始用于军事，后迅速扩大到全球各行各业，乃至人类的日常工作与学习，Internet网与社会融合、促进社会发展的同时，也促进自身技术的飞速发展，Internet由电走向光，再由光走向更高层次的量子Internet网。     

量子计算机

量子计算机是一种基于原子所具有的量子物理特性的装置。这些特性使得原子能通过相互作用起到计算机处理器和存储器的作用。在传统计算机中集成电路的集成度逐渐趋向物理极限，研究量子计算机是继续朝着缩小计算机体积和扩大功能这个方向发展的有效途径之一。为此科学家们不懈努力，目前已经取得了突破性进展。 １．量子计算机的大致工作原理及其应用量子计算机依据的是电子或原子核的旋转以及量子粒子的奇异特性。科学家们发现，在一般情况下，量子粒子可以同时向不同的方向旋转。当粒子的旋转方向是向上时，假设其状态为“１”。反之，如…     

张焕国教授谈抗量子计算密码的研究与发展

量子现象由于其神秘的特性和对其研究的困难性,引起人们的广泛关注,也激起了无数科学界人士的探索欲。目前量子计算机在加拿大和美国都已经出现,如果量子计算机走向实际应用,我们现在广泛应用的许多密码就不再安全,这将严重威胁我国国家安全和社会安全。＂量子计算时代使用什么密码＂是摆在我们面前的紧迫的战略问题。文中,武汉大学张焕国教授详细阐述了量子计算机将对现有密码产生的威胁及应对策略,抗量子计算密码的概念、研究现状以及今后的研究与发展等多方面问题。     

量子计算机结构与发展路线分析

量子计算是先进计算的重要发展方向,也是当今全球科技攻关的热点,但其存在技术路线未收敛,技术能力成熟度低等问题。文中分析了量子计算机发展历程与现状,明确了量子计算机的物理基础、数学基础等工程原理;阐明了非冯·诺依曼体系结构的量子计算机的量子叠加性和存算一体机制,以及存算器、控制器、输入设备、输出设备等四个组成部分;梳理了量子计算机发展路线图的主线、里程碑节点、核心关键环节量子逻辑比特;展望了基于中等规模含噪量子计算机,采用变分量子算法,在量子化学、组合优化等方向可能率先实现商业化应用。     

世界研究热点:量子计算机

<正> 近年来,随着科学技术的发展,科学家成功地将量子理论和信息科学结合起来,提出了许多新概念、新原理和新方法,量子器件、量子计算机和量子密码已经成为当今世界的研究热点,并取得了重要进展。 由于量子计算机具有一系列的优点和超凡的能力,因此它的发展和应用,不仅将影响人类的生产活动、生活方式和人类自身,而且对未来战争也将产生全方位的重大影响。 历史沿革 量子计算机是建立在量子力学理论基础上的计算机。早在六七十年代,美国IBM公司的沃森研究所就对这方面的物理原理进行探索,其成果成了量子计算机的基础。1980年前     

GaAs基单电子晶体管低温探测THz光子的研究

低温条件下具有肖特基围栅结构的GaAs基单电子晶体管可重复探测到THz光子的光电流响应.实验表明,2.54THz的CH3OH气体激光垂直入射到单电子晶体管的量子点上,在随栅压变化的源漏共振电流峰附近,产生附加电流峰.通过这两个峰位的栅压间距可以估算出THz光子的能量.这表明附加电流峰是由THz光子辅助电子隧穿产生的.实验和理论都表明,单电子晶体管量子点尺寸的减小有利于THz光电流信号的增强.     

GaAs基单电子晶体管低温探测THz光子的研究

低温条件下具有肖特基围栅结构的GaAs基单电子晶体管可重复探测到THz光子的光电流响应.实验表明,2.54THz的CH3OH气体激光垂直入射到单电子晶体管的量子点上,在随栅压变化的源漏共振电流峰附近,产生附加电流峰.通过这两个峰位的栅压间距可以估算出THz光子的能量.这表明附加电流峰是由THz光子辅助电子隧穿产生的.实验和理论都表明,单电子晶体管量子点尺寸的减小有利于THz光电流信号的增强.     

FinFET纳电子学与量子芯片的新进展（续）

<正>3量子芯片现代计算机是基于晶体管的二进制数字计算,要求数据被编码成二进制的数字(位),其中每个数字(位)总是在两个明确的态之一(0或1)。而量子计算机的功能都是基于量子比特,其既可以存在于0同时又可以存在于1,即所谓的量子叠加态;每个附加的量子比特都将导致其计算能力加倍。量子计算本质上是在同一时间内完成多状态空间的集合的并行计算,而传统的计算仅是一个状态     

量子计算及量子计算机

介绍了量子计算和量子计算机的基本概念,分析了量子计算比之经典计算的特点,讨论了量子计算机物理上的几种可能实现方法,最后展望了量子计算机的应用前景。     

量子互联网关键技术与发展研究

量子互联网将量子计算、量子测量与通信相融合,可谓是量子信息技术演进的未来目标。然而,量子力学规律的限制,例如量子不可克隆、量子纠缠与测量坍塌等,对网络的网络功能、协议设计以及传输与中继等方面提出了新的挑战。首先介绍了量子互联网的基本概念与发展路径,考虑量子通信特性与经典通信的不同之处,从量子物理设备、网络协议、量子退相干与量子中继等方面对实现量子互联网的关键技术进行总结,并对量子互联网的发展进行了展望与建议。     

Quantum Computer Simulator Based on the Circuit Model of Quantum Computation

A quantum computer simulator is presented. This simulator is an engineering work and no deep understanding of quantum mechanics is required from the user. The simulator is based on the circuit model of quantum computation in which quantum gates act on quantum registers which comprise a number of quantum bits (qubits). The inputs to the simulator are the initial states of the qubits that form a quantum register and the quantum gates applied at each computation step. The inputs are entered through a graphical user interface. The outputs of the simulator are the matrices that represent the quantum register state at each quantum computation step and graphical outputs that show the probability of measuring each one of the possible quantum register base states and the phase of each state at each computation step. The well-known Deutsch's algorithm and the quantum Fourier transform, which is the base of many quantum algorithms, are presented using this simulator. Furthermore, the generation and variation of entanglement during quantum computations can be calculated using this simulator. The quantum computer simulator is a useful tool for the study of quantum computer circuits, quantum computing, and the development of new quantum algorithms.     

设备无关量子通信综述(英文)

Quantum communications helps us to enhance the security and efficiency of communications and to deepen our understanding of quantum physics. Its rapid development in recent years has attracted the interest of researchers from diverse fields such as physics, mathematics, and computer science. We review the background and current state of quantum communications technology, with an emphasis on quantum key distribution, quantum random number generation, and a relatively hot topic: device independent protocols.     

可控量子计数器的构造

本文构造了可控量子计数器,当控制位为“0”时所有输入位原样输出,而当控制位为“1”时输出输入进一位,该模型在应用上可为量子计算机提供具有通用性和可扩展性的计数和存储单元。     

量子逻辑门中的编码量子位研究

本文提出在量子编码中用量子字节控制量子字节的设想,具体分析了字节被控编码法防止或纠正逻辑运算错误的量子线路,该编码既适用于量子逻辑门的防错和纠错,也适用于防止量子计算机存储单元的解相干。该编码法量子位使用效率为５０％,且防错和纠错过程简单明了,并有单个逻辑双态双轨技术提供实验基础,因此该方案实现的可能性大。     

量子计算机存储器中的解相干

量子计算机中的解相干，破坏量子态中的信息，是量子计算难以实现的主要原因之一。     

基于差分相位编码的量子密钥分配协议

基于差分相位编码的量子密钥分配协议,对弱相干光脉冲采用相位调制,采用非对称M-Z干涉仪系统进行差分解码。在经典计算机上用Matlab编制相应的程序,实现了相位调制的量子密钥分配协议仿真。研究表明,在经典计算机上仿真相位调制的量子密钥分配过程是完全可行的。     

改进的量子图像水印算法

量子图像水印算法是量子图像处理的典型问题,目前国内外文献还相对较少,且大多针对单色图像。本文分析了一种典型的基于量子傅里叶变换的量子图像水印算法存在的不足,然后提出了改进措施。具体包括三个方面,首先,提出一种改进的量子图像描述方法,将单色图像推广到彩色图像;第二,将水印图像的幅度提高到与载体图像相同;第三,给出了水印嵌入和抽取的量子策略。经典计算机上的仿真结果验证了提出方法的有效性及可行性。      

量子三值全加器设计

量子多值加法器是构建量子多值计算机的基本模块.通过认真分析三元域上加法的运算规则及带进位加法的真值表,通过设置扩展三值Toffoli门的控制条件有效实现一位加法在各种情况下的进位,利用三值Feynman门实现一位加法的求和运算,由此设计出一位量子三值全加器,再利用进位线将各位量子全加器连接起来构造出n位量子三值全加器.与同类电路相比,此量子全加器所使用的辅助线及量子代价都有所减少.