【文章內(nèi)容簡介】 變換沒有這個性質(zhì)，因此，經(jīng)典計(jì)算機(jī)中的變換（或計(jì)算）只對應(yīng)一類特殊集。相應(yīng)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)的以上兩個限制，量子計(jì)算機(jī)分別作了推廣。量子計(jì)算機(jī)的輸入用一個具有有限能級的量子系統(tǒng)來描述，如二能級系統(tǒng)（稱為量子比特），量子計(jì)算機(jī)的變換（即量子計(jì)算）包括所有可能的幺正變換。因此量子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)為：c量子計(jì)算機(jī)的輸入態(tài)和輸出態(tài)為一般的疊加態(tài)，其相互之間通常不正交；d量子計(jì)算機(jī)中的變換為所有可能的幺正變換。得出輸出態(tài)之后，量子計(jì)算機(jī)對輸出態(tài)進(jìn)行一定的測量，給出計(jì)算結(jié)果。由此可見，量子計(jì)算對經(jīng)典計(jì)算作了極大的擴(kuò)充，經(jīng)典計(jì)算是一類特殊的量子計(jì)算。量子計(jì)算最本質(zhì)的特征為量子疊加性和相干性。量子計(jì)算機(jī)對每一個疊加分量實(shí)現(xiàn)的變換相當(dāng)于一種經(jīng)典計(jì)算，所有這些經(jīng)典計(jì)算同時(shí)完成，并按一定的概率振幅疊加起來，給出量子計(jì)算的輸出結(jié)果。這種計(jì)算稱為量子并行計(jì)算，量子并行處理大大提高了量子計(jì)算機(jī)的效率，使得其可以完成經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法完成的工作，這是量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性之一。自Shor算法和Grover算法提出后，越來越多的研究員投身于量子計(jì)算方法的計(jì)算處理方面，同時(shí)智能計(jì)算向來是算法研究的熱門領(lǐng)域，研究表明，二者的結(jié)合可以取得很大的突破，即利用量子并行計(jì)算可以很好的彌補(bǔ)智能算法中的某些不足【5】。目前已有的量子智能計(jì)算研究主要包括：量子人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，量子進(jìn)化算法，量子退火算法和量子免疫算法等。其中，量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和量子進(jìn)化算法已經(jīng)成為目前學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，并且取得了相當(dāng)不錯的成績，下面將以量子進(jìn)化算法為例。量子進(jìn)化算法是進(jìn)化算法與量子計(jì)算的理論結(jié)合的產(chǎn)物，該算法利用量子比特的疊加性和相干性，用量子比特標(biāo)記染色體，使得一個染色體可以攜帶大數(shù)量的信息。同時(shí)通過量子門的旋轉(zhuǎn)角度表示染色體的更新操作，提高計(jì)算的全局搜索能力。目前量子進(jìn)化算法已經(jīng)應(yīng)用于許多領(lǐng)域，例如：工程問題、信息系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等。同時(shí)，伴隨著量子算法的理論和應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展，量子進(jìn)化算法等量子智能算法有著更大的發(fā)展前景和空間。在經(jīng)典物理學(xué)中，物質(zhì)在確定的時(shí)刻僅有確定的一個狀態(tài)。量子力學(xué)則不同，物質(zhì)會同時(shí)處于不同的量子態(tài)上。因?yàn)樘幱诏B加態(tài)，這就意味著，量子計(jì)算一次運(yùn)算就可以處理210=1024個數(shù)（從0到1023被同時(shí)處理一遍）【6】。以此類推，量子計(jì)算的速度與量子比特?cái)?shù)是2的指數(shù)增長關(guān)系。一個64位的量子計(jì)算機(jī)一次運(yùn)算就可以同時(shí)處理264=***709551616個數(shù)。如果單次運(yùn)算速度達(dá)到目前民用電腦CPU的級別（1GHz），那么這個64位量子計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理速度將是世界上最快的“天河二號”超級計(jì)算機(jī)（）的545萬億倍。量子力學(xué)疊加態(tài)賦予了量子計(jì)算機(jī)真正意義上的“并行計(jì)算”，而不像經(jīng)典計(jì)算機(jī)一樣只能并列更多的CPU來并行。因此在大數(shù)據(jù)處理技術(shù)需求強(qiáng)烈的今天，量子計(jì)算機(jī)越來越獲得互聯(lián)網(wǎng)巨頭們的重視。――RSA加密技術(shù)的終結(jié)者。1985年，牛津大學(xué)的物理學(xué)家戴維?德意志提出了量子圖靈機(jī)模型的概念。隨后貝爾實(shí)驗(yàn)室的彼得?肖爾于1995年提出了量子計(jì)算的第一個解決具體問題的思路，即肖爾因子分解算法。我們今天在互聯(lián)網(wǎng)上輸入的各種密碼，都會用到RSA算法加密。這種技術(shù)用一個很大的數(shù)的兩個質(zhì)數(shù)因子生成密鑰，給密碼加密，從而安全地傳輸密碼。由于這個數(shù)很大，用目前經(jīng)典計(jì)算機(jī)的速度算出它的質(zhì)數(shù)因子幾乎是不可能的任務(wù)。但利用量子計(jì)算的并行性，肖爾算法可以在很短的時(shí)間內(nèi)通過遍歷算法來獲得質(zhì)數(shù)因子，從而破解掉密鑰，使RSA加密技術(shù)不堪一擊。量子計(jì)算機(jī)會終結(jié)任何依靠計(jì)算復(fù)雜度的加密技術(shù)，但這不意味著從此我們會失去信息安全的保護(hù)。量子計(jì)算的孿生兄弟――量子通信，會從根本上解決信息傳輸?shù)陌踩[患。目前經(jīng)典的計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算，解決很多難題。但依然存在一些難解問題，它們的計(jì)算需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和資源，以致在宇宙時(shí)間內(nèi)無法完成【7】。量子計(jì)算研究的一個重要方向就是致力于這類問題的量子算法研究。量子計(jì)算機(jī)首先可用于因子分解。因子分解對于經(jīng)典計(jì)算機(jī)而言是難解問題，以至于它成為共鑰加密算法的理論基礎(chǔ)。按照Shor的量子算法，量子計(jì)算機(jī)能夠以多項(xiàng)式時(shí)間完成大數(shù)質(zhì)因子的分解。量子計(jì)算機(jī)還可用于數(shù)據(jù)庫的搜索。1996年，Grover發(fā)現(xiàn)了未加整理數(shù)據(jù)庫搜索的Grover迭代量子算法。使用這種算法，在量子計(jì)算機(jī)上可以實(shí)現(xiàn)對未加整理數(shù)據(jù)庫Ⅳ的平方根量級加速搜索，而且用這種加速搜索有可能解決經(jīng)典上所謂的NP問題。量子計(jì)算機(jī)另一個重要的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)視覺，計(jì)算機(jī)視覺是一種通過二維圖像理解三維世界的結(jié)構(gòu)和特性的人工智能。計(jì)算機(jī)視覺的一個重要領(lǐng)域是圖像處理和模式識別。由于圖像包含的數(shù)據(jù)量很大，以致不得不對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。這種壓縮必然會損失一部分原始信息 參考文獻(xiàn)，盧凱， D，Jozsa solution of problems by quanturm putation[C]//Proc Roy Soc London A，1992，439：553558，宋方敏。量子計(jì)算與量子計(jì)算機(jī)，郭光燦。量子通信與量子計(jì)算。量子電子學(xué)報(bào)，2004，21（6）：706718 ： The Defintive Guide，California：O’Reilly Media，：1214，黃德才，.第三篇：學(xué)科前沿講座聽學(xué)科前沿講座有感學(xué)科前沿是指整個科技體系或?qū)W科群中居于主導(dǎo)地位具有帶動其它科學(xué)發(fā)展并影響人們科學(xué)觀念轉(zhuǎn)變的學(xué)科。學(xué)科前沿是指某一學(xué)科中最能代表該學(xué)科發(fā)展趨勢制約該學(xué)科當(dāng)前發(fā)展的關(guān)鍵性科學(xué)問題、難題及相應(yīng)的學(xué)說。在即將畢業(yè)之際，即將踏入工作生涯，了解學(xué)科前沿是至關(guān)重要的。學(xué)院在這個時(shí)候給我們安排學(xué)科前沿講座，意義是非凡的，我們也應(yīng)該抓住這次機(jī)會認(rèn)真學(xué)習(xí)學(xué)科前沿知識，為以后的工作生涯和人生打下結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。因此在聽完三位老師的講座，不禁有感而發(fā)，對機(jī)械學(xué)科的前沿有了更深入的了解。一、對我國汽車前沿的感悟中國汽車發(fā)展歷程新中國剛一成立就決定發(fā)展自己的汽車工業(yè)，1953年第一汽車制造廠破土動工，毛澤東主席為奠基儀式親自題寫了“第一汽車制造廠奠基紀(jì)念”。1956年我國生產(chǎn)的第一輛汽車下線，毛主席又親自為其命名———解放，對于當(dāng)時(shí)工業(yè)整體水平非常落后的中國人來說，這確實(shí)是一次經(jīng)濟(jì)上的解放。1956年是中國汽車史上令人難忘的一年。5月，第一汽車制造廠試制成功東風(fēng)牌轎車，送往北京向黨的八大”獻(xiàn)禮，這是中國自制的第一部轎車，6月，北京第一汽車廠附件廠試制成功井岡山牌轎車，同時(shí)工廠更名為北京汽車制造廠。8月一汽又設(shè)計(jì)試制成功第一輛紅旗牌高級轎車，9月上海汽車配件廠試制成功第一輛鳳凰牌轎車。在大躍進(jìn)的年代，這幾輛稚嫩的國產(chǎn)轎車確實(shí)讓全國人民歡欣鼓舞了一陣子。六七十年代，除了紅旗外，中國惟一大批量生產(chǎn)的轎車就是上海牌轎車。1964年，鳳凰牌轎車改名為上海牌，并對制造設(shè)備做了一系列改進(jìn)。首先制成了車身外板成套沖模，結(jié)束了車身制造靠手工敲打的落后生產(chǎn)方式，又以此為基礎(chǔ)制成各種拼裝臺，添置點(diǎn)焊機(jī)，實(shí)現(xiàn)拼裝流水線生產(chǎn)，轎車質(zhì)量得到穩(wěn)定和提高。1965年上海轎車通過一機(jī)部技術(shù)鑒定，批準(zhǔn)定型。到1979年，上海牌轎車共生產(chǎn)了一萬七千多輛，成為我國公務(wù)用車和出租車的主要車型。1972年起還對車身進(jìn)行了改型，并減輕了自重。1980年，該車年產(chǎn)量突破5000輛。1985年，已經(jīng)開始與德國大眾公司合資的上海轎車廠和嘉定縣聯(lián)營另行建廠繼續(xù)生產(chǎn)上海轎車，并繼續(xù)做了一些技術(shù)改進(jìn)，一直生產(chǎn)到90年代。在相當(dāng)長的時(shí)間里，上海轎車支撐著國內(nèi)對轎車的需求，為社會發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。但當(dāng)時(shí)我國的汽車工業(yè)是以載貨車為主導(dǎo)的，對轎車缺乏應(yīng)用的重視，這使得我國的轎車工業(yè)技術(shù)水平長期處于極為幼稚的狀態(tài)。改革開放后，我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，對轎車的需求越來越強(qiáng)，我國落后的轎車工業(yè)根本無法滿足這種需求。一時(shí)間，外國轎車洪水般涌入我國。1984年至1987年，我國進(jìn)口轎車64萬輛，耗資266億元。為了迅速提高中國轎車生產(chǎn)能力和技術(shù)水平，我國汽車工業(yè)開始走上與國外汽車企業(yè)合作、引進(jìn)消化外國先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展道路。具體方式基本都是從進(jìn)口全部散件組裝開始，逐漸提高國產(chǎn)化率。純種的中國汽車也在不斷發(fā)展，長城、吉利、奇瑞等車廠已經(jīng)發(fā)展壯大起來，技術(shù)也越來越好，反正自己孩子自己養(yǎng)，國人支持，他們肯定能做好。中國汽車的發(fā)展方向中國車企目前還處于開闊市場階段，但從長遠(yuǎn)方向看，提高自身產(chǎn)品才是第一要旨。所以中國汽車業(yè)將在逐步占領(lǐng)世界市場的同時(shí)，加強(qiáng)品牌建設(shè)，提高汽車質(zhì)量和性能，將中國從一個汽車生產(chǎn)大國向汽車研發(fā)大國轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)代汽車電子化、智能化、多媒體化和網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用，不僅提高了汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、安全和環(huán)保性，改善了行駛的穩(wěn)定性和舒適性，推動了汽車工業(yè)的發(fā)展，還為電子產(chǎn)品開拓了廣闊的市場，從而推動了電子工業(yè)的發(fā)展。因此，大力發(fā)展汽車電子化、智能化、多媒體化和網(wǎng)絡(luò)化，加快汽車電子化速度，是啟動和振興汽車工業(yè)的重要手段。也是中國汽車零部件企業(yè)的新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。二、礦用絞車前沿感悟聽完李老師的講座，我深感到礦山機(jī)械設(shè)備的落后，據(jù)李老師所說，礦山設(shè)備要落后一般機(jī)械二十年。在那里生產(chǎn)的資源推動著中國的發(fā)展，然而卻沒有人去推動他們的發(fā)展。在這里也深刻體會到我校老師獨(dú)自走入深山的寂寞，也希望國家和社會給予更多的關(guān)注，來回饋礦山，感知礦山。解救那些用生命換來工業(yè)糧食的礦山工人們，那些對礦上不離不棄的礦大人三、中國礦業(yè)大學(xué)的機(jī)械電子的感悟機(jī)電是中國礦業(yè)大學(xué)起步較早的一門學(xué)科，也是社會發(fā)展的一門前沿學(xué)科，機(jī)電控制、機(jī)電一體化和機(jī)電自動化都是現(xiàn)代制造技術(shù)所必須的學(xué)科。在之前發(fā)展也是我校的強(qiáng)勢學(xué)科，但由于學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的不只是，導(dǎo)至學(xué)科人才流失，技術(shù)失傳，相對其他學(xué)校機(jī)械電子的大發(fā)展，而我校的機(jī)電學(xué)科有逆水行舟