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基于計算科學(xué)的量子計算系統的發(fā)展與成熟
基于計算科學(xué)的量子計算系統的發(fā)展與成熟的畢業(yè)論文怎么寫(xiě)，小編為你提供一篇范文參考，希望您喜歡！
，不過(guò)，在費曼眼里，這卻恰恰提供一個(gè)契機。因為另一方面，量子力學(xué)系統的行為也具有良好的可預測性：在干涉實(shí)驗中，只要給定初始條件，就可以推測出屏幕上影子的形狀。費曼推斷認為如果算出干涉實(shí)驗中發(fā)生的現象需要大量的計算，那么搭建這樣一個(gè)實(shí)驗，測量其結果，就恰好相當于完成了一個(gè)復雜的計算。
在費曼設想的啟發(fā)下，1985年英國牛津大學(xué)教授多伊奇DavidDeutsch提出是否可以用物理學(xué)定律推導出一種超越傳統的計算概念的方法即推導出更強的丘奇——圖靈論題。費曼指出使用量子計算機時(shí)，不需要考慮計算是如何實(shí)現的，即把計算看作由“神諭”來(lái)實(shí)現的：這類(lèi)計算在量子計算中被稱(chēng)為“神諭”（Oracle）。種種跡象表明：量子計算在一些特定的計算領(lǐng)域內確實(shí)比傳統計算更強，例如，現代信息安全技術(shù)的安全性在很大程度上依賴(lài)于把一個(gè)大整數（如1024位的十進(jìn)制數）分解為兩個(gè)質(zhì)數的乘積的難度。這個(gè)問(wèn)題是一個(gè)典型的“困難問(wèn)題”，困難的原因是目前在傳統電子計算機上還沒(méi)有找到一種有效的辦法將這種計算快速地進(jìn)行。目前，就是將全世界的所有大大小小的電子計算機全部利用起來(lái)來(lái)計算上面的這個(gè)1024位整數的質(zhì)因子分解問(wèn)題，大約需要28萬(wàn)年，這已經(jīng)遠遠超過(guò)了人類(lèi)所能夠等待的時(shí)間。而且，分解的難度隨著(zhù)整數位數的增多指數級增大，也就是說(shuō)如果要分解2046位的整數，所需要的時(shí)間已經(jīng)遠遠超過(guò)宇宙現有的年齡。而利用一臺量子計算機，我們只需要大約40分鐘的時(shí)間就可以分解1024位的整數了。
6 量子計算中的神諭
人類(lèi)的計算工具，從木棍、石頭到算盤(pán)，經(jīng)過(guò)電子管計算機，晶體管計算機，到現在的電子計算機，再到量子計算。筆者發(fā)現這其中的過(guò)程讓人思考：首先是人們發(fā)現用石頭或者棍棒可以幫助人們進(jìn)行計算，隨后，人們發(fā)明了算盤(pán)，來(lái)幫助人們進(jìn)行計算。當人們發(fā)現不僅人手可以搬動(dòng)“算珠”，機器也可以用來(lái)搬動(dòng)“算珠”，而且效率更高，速度更快。隨后，人們用繼電器替代了純機械，最后人們用電子代替了繼電器。就在人們改進(jìn)計算工具的同時(shí)，數學(xué)家們開(kāi)始對計算的本質(zhì)展開(kāi)了研究，圖靈機模型告訴了人們答案。
如果觀(guān)察歷史，會(huì )發(fā)現人類(lèi)文明不斷增多的“發(fā)現”已經(jīng)構成了我們理解世界的“公理”，人們的公理系統在不斷的增大，隨著(zhù)該系統的不斷增大，人們認清并解決了許多問(wèn)題。人類(lèi)的認識模式似乎符合下面的規律：
“計算工具不斷發(fā)展——整體思維能力的不斷增強——公理系統的不斷擴大——舊的神諭被解決——新的神諭不斷產(chǎn)生”不斷循環(huán)。
無(wú)論量子計算的本質(zhì)是否被發(fā)現，也不會(huì )妨礙量子計算時(shí)代的到來(lái)。量子計算是計算科學(xué)本身的一次新的革命，也許許多困擾人類(lèi)的問(wèn)題，將會(huì )隨著(zhù)量子計算機工具的發(fā)展而得到解決，它將“計算科學(xué)”從牛頓時(shí)代引向量子時(shí)代，并會(huì )給人類(lèi)文明帶來(lái)更加深刻的影響。
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