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主题:【文摘】量子计算机专题 -- 不爱吱声

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家园 【发展背景】量子计算的简短历史

基于量子动力学的计算设备的设想首先在19世纪70年代和19世纪80年代,由物理学家和计算机科学家,例如IBM Thomas J Watson研究中心的Charles H. Bennett,伊利诺伊州Argonne国家实验室的Paul A. Benioff,牛津大学的David Deutsch和加利福尼亚理工学院(Caltech)的Richard P. Feynman提出。

  当科学家们意识到传统计算机的局限性时,这个想法就开始出现。他们认识到如果在技术上仍然遵循摩尔定律,那么硅片上的集成电路最终将会缩小到一点,也就是说那些独立的元件不会比几个原子更大。这就导致了一个问题的出现,因为在原子级别支配着电路的行为和性质的物理规律是量子动力学,而不是经典物理定律。这就引起了这个问题,即是否能设计一台新的建立在量子物理规律基础上的计算机。

  Feynman就是试图解决这个问题的一位科学家,他在1982年制造了一个抽象的模型,该模型示范了如何利用量子系统做运算。他也解释了这样一个机器如何用作量子物理学的模拟器进行运算。换句话说,一个物理学家将能够在一个量子计算机内完成对量子物理学实验的模拟。

  以后,在1985年,Deutsch意识到Feynman的主张最终能导致用于一般目的的量子计算机的诞生,他发表了一篇具有决定作用的论文声明任何物理过程,在一般原则下,都能被量子计算机模拟。因而,量子计算机必然超过那些传统意义上的计算机。在Deutsch发表他的论文后,研究表明有一些这种机器的有趣应用出现了。

  不幸的是,直到Shor在1994年传播他的一篇预印刷的论文为止,在该论文中他陈述了一个使用量子计算机解决一个重要的数字理论问题的方法,该方法命名为因数分解,所有已发现的量子计算机的应用只是用于一些人为的数学问题。他表明一个特别为量子计算机设计的整体数学运算可以使得这个这个机器以极快的速度把巨大的数字分解因式,这个速度比传统计算机的速度快得多。随着这个突破,对量子计算机的兴趣不再只局限于学术界,而是引起了全世界各领域人士的广泛关注。

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