量子信息
信息的基本单位是“比特”,在我们日常使用的计算机里就是“0”或者“1”。而量子比特具有在同一时刻处于两个不同状态的特殊“才能”。可以同时表达“0”和“1”。举个例子:一只老鼠想绕过一只正睡着的猫,要么从左边,要么从右边,只能选择其中的一条路。而一只“量子老鼠”则可以同时从左边和右边两条路绕过去。
我们用不同颜色的球,红色代表0,蓝色代表1,那么量子比特就如同这两个不同颜色的球胶合在一起的哑铃。量子计算机实际应用最主要障碍是量子哑铃十分脆弱,极易崩毁成为普通的球。量子编码是克服这个障碍的有效方法,其中量子避错码是由我国科学家在国际上最先提出来的。
(同期声:)
一个量子存储器可存储一个量子比特哑铃。当许多个量子状态的粒子纠结在一起时,它们又用量子比特的“叠加性”,可以展开“并行运算”。如果把这种运算比作万只飞鸟刹那间集体升上天空,那么普通计算机的线性运算就好像万只蜗牛排队过独木桥。
“叠加”,即2的多少次方,随着指数增加,其结果骇人听闻。象棋有64个棋格,第一格放一粒米,第二格放两粒,第三格放四粒,以此类推,放完64格,数学家计算,米的总数足以覆盖地球表面两尺。250比特,在普通计算机里只能存储一个自然数,如果有250量子比特存储器的量子计算机,可存储的数目比现在已知的宇宙中所有原子的数目还多。目前我国已利用核磁共振成功研制出四比特量子计算系统,接近国际先进水平。
(同期声:)
假如我们要在一个储存了全球电话号码的资料库中,找到一个特定的号码,10台“深蓝”超级电脑要几个月,而一台量子计算机则只需二十几分钟。有趣的是:量子密码本身是牢不可破的。如果我们对一个量子哑铃进行克隆,那克隆出的与输入的必然不会一模一样。正是根据这一点,科学家们找到真正不会“泄密”的“量子密码术”,并已开始运用于战争通讯、金融和国家安全等领域。
然而量子不可克隆定理并不是完全剥夺人们正确提取量子信息的能力。由我国科学家最先提出的以某种概率实现精确克隆的原理,已得到国际学术界的高度重视。时至今日可以说:在通往量子计算机的路途上,已不存在任何原则性障碍。
(摘自《科技博览》)
[ 2001年12月31日 ] from:
http://www.cas.cn/html/Dir/2001/12/31/7015.htm