量子计算机，到底有没有？

1万 · 2010-6-18 10:38

听HOT大叔多次提到说量子计算机已经在实验室成功研制了。难道是真的？

不会又是一个新的大忽悠吧？

只看该作者 · 2010-6-18 10:51

这个可以有

2万 · 2010-6-18 10:55

“有”或“没有”，都在理....，
否则就没懂“量子”。

只看该作者 · 2010-6-18 11:28

我们有生之年是看不到了。

量子计算机。现在还早着吧

早两年不是才报道中国科技大学实现 8个还是12个电子自旋控制吗？据说都已经是世界领先水平了！

就这个，离可以用的计算机还很早吧

只看该作者 · 2010-6-18 12:12

量子计算机。目前还早着吧
但是，细胞计算机。国外实验室早已实验成功，但离开产品化还有很大一段路。
特别有趣的是，细胞计算机，是并行的，依靠神经交换信息，如能产品化，用在图象信息等处理方面，比现在的8核、16核、DSP不知要快N倍！

2万 · 2010-6-18 12:18

量子计算机。目前还早着吧
但是，细胞计算机。国外实验室早已实验成功，但离开产品化还有很大一段路。
特别有趣的是，细胞计算机，是并行的，依靠神经交换信息，如能产品化，用在图象信息等处理方面，比现在的8核、1 ...
xuyiyi 发表于 2010-6-18 12:12

那东东和人脑比起来感觉如何？

生产个把人估计成本更低，缺点是有人性的东西容易造反。

1万 · 2010-6-18 16:51

说不定我们人类就是上帝造的“细胞计算机”。

首台样机是亚当一号，第二台是夏娃。

结果夏娃计算机中了计算机病毒，产生了反叛意思，和亚当一起从上帝的“机房”——也就是伊甸园里——逃出来了。

只看该作者 · 2010-6-18 16:53

忽悠。接着忽悠。

只看该作者 · 2010-6-18 19:41

那东东和人脑比起来感觉如何？

生产个把人估计成本更低，缺点是有人性的东西容易造反。
HWM 发表于 2010-6-18 12:18

据介绍，细胞计算机的信息处理方式和人脑的脑细胞思维类同，属于条件反射型的并行处理方式，通过对细胞计算机中特定细胞的电刺激，产生不同的状态，细胞之间且有信息传递性，亦有去电后的**特征，据介绍说，最小单元都实验成功，其中最难的是电路（通路），即将N个各种最小单元有机的结合起来，组成一个计算机，单元部件一多，这个相通的电路（通路）太复杂了，据说是现在的瓶颈所在。

只看该作者 · 2010-6-19 06:45

量子计算机可能还要三四十年才能实用化。
细胞的那是好玩，从可靠性和量产水平来看目前最先出来的将是全光计算机，从通信领域的应用来看，全光存储环（类似SRAM），全光开关（类似三极管）都有成功的应用，全光交换机也研发成功了，技术上来讲离全光CPU只差一步了。
全光计算机，以目前的量产水平来看，起码会运行在100GHz以上。
由于计算机体系上的原因，和目前电子的计算机相比很多地方相差很大，难以应用现有的技术。
全光的计算机需要解决很多问题，系统体系，软件体系，超高速的外设，存储，批量生产工艺等。

2万 · 2010-6-19 07:04

本帖最后由 hotpower 于 2010-6-19 07:10 编辑

如没爱因斯坦，量子时代估计会早到许多年。

下面其中有王育民的笔记《后量子密码学》，也就是说密码学家已经在研究“后”量子密码学了。

北京时间11月16日消息，据美国《新科学家》网站报道，世界上首台可编程的通用量子计算机近日在美国面世。不过根据初步的测试程序显示，该计算机还存在部分难题需要进一步解决和改善。科学家们认为，可编程量子计算机距离实际应用已为期不远。
早在一年前，美国国家标准技术研究院的科学家们已经研制出一台可处理2量子比特数据的量子计算机。由于量子比特比传统计算机中的0和1 比特可以存储更多的信息，因此量子计算机的运行效率和功能也将大大突破传统计算机。据科学家介绍，这种量子计算机可用作各种大信息量数据的处理，如密码分析和密码破译等。
在传统计算机中，采用的是二进制0和1比特物理逻辑门技术来处理信息，而在量子计算机中，采用的则是量子逻辑门技术来处理数据。对于这种技术，美国国家标准技术研究院科学家大卫-汉内克解释说，比如，一个简单的单一量子比特门，可以从0转换成1，也可以从1转换成为 0。这种转换就使得计算机存储能力不仅仅是以倍数级增加。与传统计算机的物理逻辑门不同的是，美国国家标准技术研究院所研制的这台可编程量子计算机中的量子逻辑门均已编码成为一个激光脉冲。这台实验量子计算机使用铍离子来存储量子比特。当激光脉冲量子逻辑门对量子比特进行简单逻辑操作时，铍离子就开始旋转运行。制造一个量子逻辑门的方法首先要设计一系列激光脉冲来操纵铍离子进行数据处理，然后再利用另一个激光脉冲来读取计算结果。
这台可编程量子计算机的核心部件是一个标有金黄图案的铝晶片，其中包含了一个直径大约200微米的微型电磁圈。在这个电磁圈中，科学家放置了四个离子，其中两个是镁离子，两个是铍离子。镁离子的作用是稳定剂，它可以消除离子链的意外振动，以保持计算机的稳定性。由于量子比特可能产生多种操作可能，因此科学家们在实验中随机选取了160可能操作进行了演示，来验证处理器的通用性。每次操作都用31个不同的量子逻辑门去将2个量子比特编码至一个激光脉冲中。
科学家们将这160种程序每一种都运行了900次。通过对测试数据对比和理论预测，科学家们发现，这个芯片基本可以按既定程序工作。不过，科学家们也承认，它的准确率目前只有79%。汉内克表示，每个量子逻辑门的准确率均为90%以上，但是当所有量子逻辑门都综合起来使用，整体准确率却下降到 79%。对此，科学家认为，造成这种误差主要是因为每次激光脉冲的强度不同所造成的。汉内克解释说，由于这些脉冲不是直线的，它们是波动的，因此就会引起这种误差。此外，光线的散射和反射等原因，也会造成这种误差的产生。
科学家们相信，随着更多的测试和改进，这种误差将会越来越小。通过改进激光的稳定性和减少光学硬件设备的误差，可以提高芯片运行的准确率。直到芯片的准确率提升到99.99%，它才可以作为量子计算机的主要部件使用，这台可编程量子计算机才可真正地投入实际应用。
1.《世界首台通用编程量子计算机问世》

世界首台通用编程量子计算机问世

《科学网》电子杂志，2009-11-17 9:40:12

准确率提升至99.99%时，该芯片才能作为量子处理器主要部件

据英国《新科学家》杂志网站11月15日报道，世界首台通用编程量子计算机近日于美国面世，其可在进一步改进后应用于密码破译等方面。相关论文发表在《自然—物理学》（Nature Physics）杂志上。
这一量子计算机由美国国家标准技术研究院研制，可处理两个量子比特的数据。较之传统计算机中的“0”和“1”比特，量子比特能存储更多的信息，因而量子计算机的性能将大大超越传统计算机。
研究人员大卫·汉尼克表示，通用编程量子计算机采用了量子逻辑门技术来处理数据。制造量子逻辑门需设计一系列激光脉冲，以操纵铍离子进行数据处理，再由另一个激光脉冲读取计算结果。一个简单的单量子比特门，可从0转换成1，也可从1转换成0。但与传统计算机的物理逻辑门不同的是，这台设备的量子逻辑门均已编码成激光脉冲。当激光脉冲量子门对量子比特实行简单逻辑操作时，铍离子便会开始旋转，实现对量子比特的存储。
这台量子计算机的核心部件是具金色图样的铝晶片，内含直径约为200微米的电磁圈。科学家将两个镁离子和两个铍离子置于电磁圈中，镁离子可起到“稳定剂”的作用，消除离子链的不必要振动，保持计算机的稳定性。
由于两个量子比特的操作具有多种可能，研究小组随机选取了160种操作方式进行了演示，以验证处理器的通用性。每次操作都用31个不同的量子门击打量子比特，将其编码成激光脉冲。这其中大部分为单量子比特门，脉冲只需要与单一离子进行相互作用。少数的双量子比特门则需要与两个离子同时发生交互作用。而通过对电磁圈旁黄金电极上的电荷进行控制，研究人员能有效增加所需的离子数量。
不过，这一量子计算机仍存在着相当的问题。例如，尽管每个量子门的准确率都在90%以上，而当综合使用时计算机的整体准确率却下降到 79%。这主要是由于激光脉冲的强度不同所造成的，汉内克解释说：“脉冲的波动性可造成这种误差，而光线的散射和反射等，也可能是原因。”
研究小组表示，通过提升激光的稳定性和减少光学设备的误差，可有效提高芯片的运行准确率。在准确率提升至99.99%时，该芯片才能作为量子处理器的主要部件，最终实现通用编程量子计算机的实际应用。

2.《后量子密码学》

后量子密码学

读Bernstein的“Introduction to post-quantum cryptography,”

摘记和笔记

2009，8，26

2006年在比利时鲁汶天主教大学（Katholieke Universiteit Leuven）召开了第一次后量子密码学的国际会议。会议录于2009年由Springer-Verlag出版（Daniel J. Bernstein, Johannes Buchmann, Erik Dahmen, “Post-Quantum Cryptography,” Springer-Verlag, pp.245, 2009. ）。会上讨论了量子计算的现状，给出了可以应对量子计算的可能的密码方案。与会科学家一致认为，后量子密码是一个有重要意义的挑战性问题，这对于未来量子计算机出现后保证Internet中的信息安全将起关键作用。
有人预测，在2020年左右大型量子计算机可能会成功运行，纽约时报曾报道过，到那时用于保护Internet中数据安全的所有公钥密码算法都将会被攻破。目前，从理论上看量子计算（用1994年Shor提出的算法（(lgn)2+o(1)））已经可以征服RSA、DSA和ECDSA（经典密码还能对付Grover算法，它不如Shor算法有效）。这就意味通过公开信道传信或利用未加物理保护的存储器保存数据安全面临新的挑战。但这是否意味用经典密码保护信息安全已无望了呢？从目前密码理论所能提供的理论和算法来看，密码学还未走上绝路，希望仍在人间，还有几种量子计算尚不能征服的密码体制。
l 基于Hash的密码（Hash-based cryptography）。如Merkle于1979年提出的hash树公钥签名体制，按Lamport和Diffie的单消息签名概念构建的。
l 基于编码（纠错码）的密码（Hash-based cryptography）。如McEliece1978年提出的隐Goppa码公钥加密体制。
l 基于格的密码（Code-based cryptography）。如Hoffstein-Pipher-Silverman于1998年提出的“NTRU”公钥加密体制，这虽然不是第一个，但为最引人注目的一个。
l 多变量二次方程密码（Multivariate-quadratic-equations cryptography）。如Patarin于1996年提出的“HFEv-”公钥签名体制就是几个重要例子中的一个，此例后为Matsumoto和Imai所推广。
l 秘密（单）钥密码（Secret-key cryptography）。如美国的高级数据加密标准AES。
书中的图1和图2综述了用电子计算机和量子计算机可破的和安全的密码体制以及需用的密钥长度，p.4-5。
量子计算似乎对单钥体制密码和Hash函数的影响不大。Grover算法致力于攻击长密钥单钥密码，但对整个密码的影响本质上是均匀的，目前最快的前量子时代256-bit密码也是在适当安全水平上后量子时代最快的候选密码。有一些特定结构的单钥密码用shor算法可以攻破，但这些密码肯定都不是当今最快的密码。有关当今单钥密码发展现状Bernstein建议参看Matthew Robshaw和Olivier Bille（主编）的New stream cipher designs: the eSTREAM finalists, LNCS-4986, Springer, 2008。
当前，选取模为4千比特的RSA肯定可以抗击经典超级计算机的攻击，但不能抗击大型量子计算机的攻击。采用4百万比特密钥的McEliece体制相信可以抗击经典超级计算机和大型量子计算机的攻击。在量子计算机时代，信息安全不能再寄希望于RSA和ECDSA了。如果这一时代在15年之后就会到来，我们现在就需要着手考虑如何选用新型可以在未来能抗击量子计算的密码体制问题了。为了做好到后量子密码时代的过度，Bernstein认为需要加紧研究下述几个问题：
1. 改进后量子密码的有效性；
2. 建立对后量子密码的信心；
3. 改进后量子密码的可用性。
我们还不知道大型量子计算机是否能真的制作出来，或是否真能在15年左右时间内制作出来，但是为了使我们能立于不败之地，我们必须做好应对最坏情况的准备工作。
（问题：如果密码体制是用经典计算机实现加密，而用量子计算机进行破译，这和用机械密码机实现加密，而用电子计算机进行破译一样，密码设计者肯定是失败者。出路是密码体制的加密运算也要借助于量子计算机来提升，安全才有希望。）
这本书对于量子密码学的解释较符合实情，“Quantum cryptography,” also called “quantum key distribution,” ，亦即量子密码学也称作是量子密钥分配。应当指出，密钥分配不等于密码学，它只是涉及密钥协商协议，有些可能还根本不涉及密码问题，如通过信使递送密钥就纯粹是密钥管理问题。
经典流密码机的成本为$200，运行速率达几G字节/秒，而量子密钥协商的硬件成本为$50000，产生密钥流的速率为数千字节/秒。因此要提供普遍应用还有很长的路。
在后量子时代的巨大潜在密码发展应用前景中，Daniel J. Bernstein看好后量子密码，而认为量子密码的希望不大。尽管出售量子密码产品的公司一再宣称，“专家们”普遍认为，基于数学困难问题的古典密码都将被攻破这一观点，其意图是让人们相信，当大型量子计算机出现后，经典密码将通通被淘汰。但这里的专家并未具名。事实上，理论上量子计算机所能破译的密码体制并不是所有经典密码，还有不少密码体制就是用量子计算机也还是破不了的。我们的任务是加紧研究这些密码，使其早日可以付诸实用，以便当大型量子计算机有朝一日真的到来时，我们仍能确保信息的安全。

只看该作者 · 2010-6-19 07:26

老HOT叔真是天才，有先见之明，已经预先回复到43楼？！

只看该作者 · 2010-6-19 07:27

还是讨论被“和谐”了？！

2万 · 2010-6-19 07:40

新华社洛杉矶１２月３日电（记者陈勇）美国科学家最近宣布，他们成功让６个铍离子系统实现了自旋方向完全相反的宏观量子叠加态，也就是量子力学理论中的“薛定谔猫”态。
　　根据量子力学理论，物质在微观尺度上存在两种完全相反状态并存的奇特状况，这被称为有效的相干叠加态。由大量微观粒子组成的宏观世界是否也遵循量子叠加原理？奥地利物理学家薛定谔为此在１９３５年提出著名的“薛定谔猫”佯谬。
　　“薛定谔猫”佯谬假设了这样一种情况：将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率，如果镭发生衰变，会触发机关打碎装有氰化物的瓶子，猫就会死；如果镭不发生衰变，猫就存活。根据量子力学理论，由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加，猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。
　　显然，既死又活的猫是荒谬的。薛定谔想要借此阐述的物理问题是：宏观世界是否也遵从适用于微观尺度的量子叠加原理。“薛定谔猫”佯谬巧妙地把微观放射源和宏观的猫联系起来，旨在否定宏观世界存在量子叠加态。然而随着量子力学的发展，科学家已先后通过各种方案获得了宏观量子叠加态。此前，科学家最多使４个离子或５个光子达到“薛定谔猫”态。但如何使更多粒子构成的系统达到这种状态并保存更长时间，已成为实验物理学的一大挑战。
　　美国国家标准和技术研究所的莱布弗里特等人在最新一期《自然》杂志上称，他们已实现拥有粒子较多而且持续时间最长的“薛定谔猫”态。实验中，研究人员将铍离子每隔若干微米“固定”在电磁场阱中，然后用激光使铍离子冷却到接近绝对零度，并分三步操纵这些离子的运动。为了让尽可能多的粒子在尽可能长的时间里实现“薛定谔猫”态，研究人员一方面提高激光的冷却效率，另一方面使电磁场阱尽可能多地吸收离子振动发出的热量。最终，他们使６个铍离子在５０微秒内同时顺时针自旋和逆时针自旋，实现了两种相反量子态的等量叠加纠缠，也就是“薛定谔猫”态。
　　奥地利因斯布鲁克大学的研究人员也在同期《自然》杂志上报告说，他们在８个离子的系统中实现了“薛定谔猫”态，但维持时间稍短。
　　科学家称，“薛定谔猫”态不仅具有理论研究意义，也有实际应用的潜力。比如，多粒子的“薛定谔猫”态系统可以作为未来高容错量子计算机的核心部件，也可以用来制造极其灵敏的传感器以及原子钟、干涉仪等精密测量装备。

只看该作者 · 2010-6-19 07:47

量子计算机。。各种小说中的情节

2万 · 2010-6-19 07:55

没看到一丁点的“量子”味道。
喔，味道怎么能看的呢？真是。

态叠加......
纯态和......
密度阵......
多体......
纠缠......
EPR......
相干......
退相干......

注意最后的“退相干”，成也萧何，败也萧何。

3万 · 2010-6-19 10:41

有概念总比没有概念来的好
人类想飞行才发明了飞机
想快速在战场上杀人才发明了机枪
想抵御机枪才发明了坦克
想搞定坦克才发明了反坦克弹

总之有想法才有科技前进的动力

只看该作者 · 2010-6-19 14:29

量子计算机，还早吧，只是一个概念的东西

只看该作者 · 2010-6-19 15:35

应该是量子史话吧

上次我说这本书很好看，结果还被xwj等鄙视了一把

唉

只看该作者 · 2010-6-19 22:08

7# 程序匠人

那上帝造的这个计算机绝对是次品！
CPU不能全速工作

量子计算机，到底有没有？

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