【正文】 理一遍）【6】。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(gè)狀態(tài)。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。同時(shí)通過(guò)量子門(mén)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。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(cuò)的成績(jī)，下面將以量子進(jìn)化算法為例。自Shor算法和Grover算法提出后，越來(lái)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(lái)是算法研究的熱門(mén)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】。量子計(jì)算機(jī)對(duì)每一個(gè)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(lái)，給出量子計(jì)算的輸出結(jié)果。由此可見(jiàn)，量子計(jì)算對(duì)經(jīng)典計(jì)算作了極大的擴(kuò)充，經(jīng)典計(jì)算是一類(lèi)特殊的量子計(jì)算。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。相應(yīng)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)的以上兩個(gè)限制，量子計(jì)算機(jī)分別作了推廣。對(duì)經(jīng)典計(jì)算機(jī)不可能輸入如下疊加Cl10110110+C2I1001001。如輸入二進(jìn)制序列0110110，用量子記號(hào)，即10110110。經(jīng)典計(jì)算機(jī)從物理上可以被描述為對(duì)輸入信號(hào)序列按一定算法進(jìn)行交換的機(jī)器，其算法由計(jì)算機(jī)的內(nèi)部邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)【4】。還有多位量子邏輯門(mén)，種類(lèi)很多。單量子位算符實(shí)現(xiàn)一個(gè)量子位的翻轉(zhuǎn)。量子計(jì)算機(jī)使用兩個(gè)量子寄存器，第一個(gè)為輸入寄存器，第二個(gè)為輸出寄存器。就是說(shuō)在量子計(jì)算機(jī)中，量子信息是存儲(chǔ)在單個(gè)的自旋’、光子或原子上的。量子計(jì)算機(jī)遵從的基本原理是量子力學(xué)原理：量子力學(xué)變量的分立特性、態(tài)迭加原理和量子相干性。量子計(jì)算機(jī)，首先是能實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的機(jī)器，是以原子量子態(tài)為記憶單元、開(kāi)關(guān)電路和信息儲(chǔ)存形式，以量子動(dòng)力學(xué)演化為信息傳遞與加工基礎(chǔ)的量子通訊與量子計(jì)算，是指組成計(jì)算機(jī)硬件的各種元件達(dá)到原子級(jí)尺寸，其體積不到現(xiàn)在同類(lèi)元件的1%。量子的這兩種定義方式是對(duì)市統(tǒng)并可以相互轉(zhuǎn)化的。粒子在不同能量級(jí)分布中的能級(jí)轉(zhuǎn)移過(guò)程）時(shí)將會(huì)吸收或發(fā)出另一種物理客體（如光子），該物理客體所攜帶的能量的值恰好是發(fā)生躍遷的兩個(gè)能級(jí)的差值。稱(chēng)為能級(jí)。其離散值之問(wèn)的差值（未必為定值）定義為量子。Feylllilitn認(rèn)為，量子足一種既不具有經(jīng)典耗子性，亦不具有經(jīng)典渡動(dòng)性的物理客體（例如光子）。是在量了力。量子計(jì)算機(jī)足根據(jù)物理系統(tǒng)的量子力學(xué)性質(zhì)和規(guī)律執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的裝置【2】。它預(yù)示著人類(lèi)的信息處理技術(shù)將會(huì)再一次發(fā)生巨大的飛躍，而研究面向量子計(jì)算機(jī)以量子計(jì)算為基礎(chǔ)的量子信息處理技術(shù)已成為一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)?！娟P(guān)鍵詞】量子計(jì)算；量子計(jì)算機(jī)；量子算法；量子信息處理 在人類(lèi)剛剛跨入21世紀(jì)的時(shí)刻！科技的重大突破之一就是量子計(jì)算機(jī)的誕生。第一篇：學(xué)科前沿講座讀書(shū)報(bào)告學(xué)科前沿講座讀書(shū)報(bào)告 注漿技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展學(xué)院（部）： 土木建筑學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 巖土工程 學(xué)生姓名： 黃道良 學(xué) 號(hào)： 20102004402011****年**月**日第二篇：學(xué)科前沿講座學(xué)科前沿講座專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 光信133_姓 名： 朱家興_學(xué) 號(hào)： _10134425__任課教師： 張國(guó)營(yíng)2016年 11月 11 日量子計(jì)算與量子計(jì)算機(jī)【摘要】量子計(jì)算的強(qiáng)大運(yùn)算能力使得量子計(jì)算機(jī)具有廣闊的應(yīng)用前景。該文簡(jiǎn)要介紹了量子計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀和基本原理，列舉了典型的量子算法，闡明了量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性，最后預(yù)測(cè)了量子計(jì)算及量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用方向。德國(guó)科學(xué)家已在實(shí)驗(yàn)室研制成功5個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī)，而美國(guó)LosAlamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行7個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī)的試驗(yàn)【1】。任何計(jì)算裝置都是一個(gè)物理系統(tǒng)。量子計(jì)算足以量子計(jì)算目L為背景的計(jì)算。4個(gè)公設(shè)（postulate）下做出的代數(shù)抽象。亦有人將量子解釋為一種量，它反映了一些物理量（如軌道能級(jí)）的取值的離散性。按照量子力學(xué)原理，某些粒子存在若干離散的能量分布。而某個(gè)物理客體（如電子）在另一個(gè)客體（姻原子棱）的離散能級(jí)之間躍遷（transition。這使得物理“客體”和物理“量”之問(wèn)產(chǎn)生了一個(gè)相互溝通和轉(zhuǎn)化的橋梁；愛(ài)因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)換關(guān)系也提示了物質(zhì)和能量在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的因此。量子的某些獨(dú)特的性質(zhì)為量了計(jì)算的優(yōu)越性提供了基礎(chǔ)。量子計(jì)算機(jī)是一物理系統(tǒng)，它能存儲(chǔ)和處理關(guān)于量子力學(xué)變量的信息【3】。信息的量子就是量子位，一位信息不是0就是1，量子力學(xué)變量的分立特性使它們可以記錄信息：即能存儲(chǔ)、寫(xiě)入、讀出信息，信息的一個(gè)量子位是一個(gè)二能級(jí)（或二態(tài)）系統(tǒng)，所以一個(gè)量子位可用一自旋為1/2的粒子來(lái)表示，即粒子的自旋向上表示1，自旋向下表示0；或者用一光子的兩個(gè)極化方向來(lái)表示0和1；或用一原子的基態(tài)代表0第一激發(fā)態(tài)代表1。對(duì)光子來(lái)說(shuō)，可以利用Kerr非線(xiàn)性作用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)一光束使之線(xiàn)性極化，以獲取寫(xiě)入、讀出；對(duì)自旋來(lái)說(shuō)，則是把電子（或核）置于磁場(chǎng)中，通過(guò)磁共振技術(shù)來(lái)獲取量子信息的讀出、寫(xiě)入；而寫(xiě)入和讀出一個(gè)原子存儲(chǔ)的信息位則是用一激光脈沖照射此原子來(lái)完成的。函數(shù)的演化由幺正演化算符通過(guò)量子邏輯門(mén)的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。兩量子位算符，其中一個(gè)是控制位，它確定在什么情況下目標(biāo)位才發(fā)生改變；另一個(gè)是目標(biāo)位，它確定目標(biāo)位如何改變；翻轉(zhuǎn)或相位移動(dòng)。要說(shuō)清楚量子計(jì)算，首先看經(jīng)典計(jì)算。經(jīng)典計(jì)算機(jī)具有如下特點(diǎn)：a其輸入態(tài)和輸出態(tài)都是經(jīng)典信號(hào)，用量子力學(xué)的語(yǔ)言來(lái)描述，也即是：其輸入態(tài)和輸出態(tài)都是某一力學(xué)量的本征態(tài)。所有的輸入態(tài)均相互正交。b經(jīng)典計(jì)算機(jī)內(nèi)部的每一步變換都將正交態(tài)演化為正交態(tài)，而一般的量子變換沒(méi)有這個(gè)性質(zhì)，因此，經(jīng)典計(jì)算機(jī)中的變換（或計(jì)算）只對(duì)應(yīng)一類(lèi)特殊集。量子計(jì)算機(jī)的輸入用一個(gè)具有有限能級(jí)的量子系統(tǒng)來(lái)描述，如二能級(jí)系統(tǒng)（稱(chēng)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。得出輸出態(tài)之后，量子計(jì)算機(jī)對(duì)輸出態(tài)進(jìn)行一定的測(cè)量，給出計(jì)算結(jié)果。量子計(jì)算最本質(zhì)的特征為量子疊加性和相干性。這種計(jì)算稱(chēng)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(wú)法完成的工作，這是量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性之一。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。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(gè)染色體可以攜帶大數(shù)量的信息。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(wèn)題、信息系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等。量子力學(xué)則不同，物質(zhì)會(huì)同時(shí)處于不同的量子態(tài)上。以此類(lèi)推，量子計(jì)算的速度與量