量子信息和计算

量子信息和计算（精选10篇）

1.量子信息和计算 篇一

TMS的NMR量子化学计算

分别用HF/4-31G(Si=6-21G)、B3LYP/6-31G(D)、B3LYP/6-31G、HF/6-31G、MP2/6-31G(D)对TMS进行了结构优化,在此基础上,用Hartree-Fock、B3LYP理论水平下,分别用不同的基组6-31G、6-31++G(D,P)、6-311+G(2D,P)、6-311++G(D,P)进行NMR的计算;在MP2理论水平上,用STO-3G、3-21G、4-31G、6-31G、6-31G(D)、6-31++G(D,P)等基组进行NMR的计算.并用GAUSSION98程序所给出的`四种计算NMR的方法:GIAO、IGAIM、CSGT、SINGLE GAUGE ORIGIN,分别在上述基础上进行了TMS的屏蔽值的计算.研究结果表明,就理论水平而言,DFT(B3LYP)比HF计算结果要好,而且基组越大,计算精度越高,但有一饱和基组存在.就计算方法而言,用GIAO有利于计算精度的提高.计算结果与实验值基本上吻合.

作 者：廖显威 梁晓琴 苏宇 范志金 作者单位：廖显威,梁晓琴(四川师范大学化学系,成都,610068)

苏宇(川北医学院化学教研室,南充,637007)

范志金(南开大学元素有机化学国家重点实验室,天津,300071)

刊 名：化学物理学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS年，卷(期)：200215(4)分类号：O621.1关键词：NMR 量子化学 屏蔽常数 化学位移 TMS NMR Quantum chemistry Shielding constant Chemical shift TMS

2.量子信息和计算 篇二

石墨烯以其独特的机械和电气性能闻名于世, 而最近荷兰的科学家们发现, 这种神奇材料还具有一种独特功能。由于单层石墨烯只有一个原子厚, 质量极低, 因此研究人员设想能否用其制造出一面能够感受到微小振动的“鼓”。这面鼓的鼓面由石墨烯制成, 敲击它的鼓槌则是以微波频率发射的光。

领导这项研究的荷兰代尔夫特理工大学的维伯·辛格博士和他的同事用石墨烯在一个光力学空腔中对这一设想进行了验证。他们发现, 在光力学空腔中, 他们能够通过观察光干涉现象产生的图案, 检测出物体位置及其微小的变化, 精度能够达到17飞米 (原子直径的一万分之一) 。

物理学家组织网近日报道称, 实验中的光不仅有利于检测到鼓的位置, 同时也能够向鼓面施加压力。来自光的推力非常非常小, 但足以推动质量极小的用石墨烯制成的鼓面, 让其发生位移。这意味着科学家们可以用光敲击石墨烯制成的鼓。根据这一原理有望制造出具备超高灵敏度的传感器设备。

此外, 科学家也可以用它来制造内存, 这些微波光子能够将光转化为机械振动, 并将其存储长达10毫秒的时间。虽然对人类而言10毫秒极其短暂, 但对目前的计算机芯片而言这已经不少了。辛格称, 他们的一个远期目标是通过这种二维晶体鼓来研究量子运动。

3.量子计算机与量子互联网 篇三

计算机由电子管计算机发展到晶体管计算机，再由晶体管计算机走向更高层次的量子计算机；互联网由电联网发展到光联网，再由光联网走向更高层次的量子联网。文章通过量子力学原理和量子“缠结”理论描述了量子计算机与量子互联网的概念，并介绍了量子计算机与量子互联网的研究情况。

关键词：

量子；缠结；计算机；互联网

ABSTRACT:

The computer has been developed at a tremendous pace from the vacuum tube computer to the transistor computer, and the more advanced Quantum Computer is expected to be invented in the near future. Developed from electronic networking, the optical networking is pacing towards the high-level quantum networking. Based on the principle of quantum mechanics and the tangle theory of quantum, the paper describes the concepts of quantum computer and quantum Internet, and also presents their research advances.

KEY WORDS:

Quantum; Tangle; Computer; Internet

人类技术进步总是在科学的幻想中发展，现在科学家们幻想着研制一种新型计算机，并建立一种新奇的网络。新型计算机采用量子作为工作的基础，计算速度超过当前任何的理论计算速度，这种计算机称为量子计算机；新奇的网络能够传输宇宙间最奇特的物质，其传输速度如同“心灵感应”，这种网络叫量子互联网，传输的奇特物质称为“缠结”信息。

量子计算机、量子通信技术是近十几年来发展起来的新技术，当前正处于从实验室走向实用的阶段。

1、量子计算机

计算机面世50多年来，性能提高了约10亿倍。在取得这一巨大成就的同时，也意味着按老的方式提升计算机性能的方法已快走到了尽头。人们寄希望于新的技术突破，量子力学和计算机理论相结合的产物——量子计算机由此应运而生。

1.1 量子与量子力学

1.1.1 量子

微观世界的某些物理量不能连续变化而只能取某些分立值，相邻两分立值之差称为该物理量的一个量子。普朗克在1900年研究黑体辐射时，首先发现了自然现象中的这种不连续的量子性质，并认为物质吸收或发射辐射能量时能量分化为量子的现象只是普遍自然规律中的一种。同某种场联系在一起的基本粒子可称为这一场的量子，其大小为hv(其中h为普朗克常数，v为辐射的频率)，例如电磁场的量子就是光子。每一种量子的数值都很小，所以在较大物体的运动中量子化效应不发生显著影响，各量犹如连续变化一样。但是，对电子、原子等微观运动来说，这种量子化效应就不能忽略，牛顿力学对它们已不适用，必须代之以量子概念发展起来的量子力学。

1.1.2 量子力学

自1897年发现电子是原子的组成粒子以后，物理学的中心问题之一就是探索原子内部的奥秘。人们逐渐弄清了原子的结构及其运动变化的规律，认识了微观粒子的波-粒二象性，建立了描述分子、原子等微观系统运动规律的理论体系——量子力学。量子力学已成为当代物理学理论中的一大支柱，有力地推动了一些学科和技术的发展。由于量子力学的理论和实验相当复杂，这里只将与本文相关的概念加以简介。

(1)普朗克量子假说

1900年普朗克发表能量子假说。普朗克假设：辐射物质中具有带电的线性谐振子(如分子、原子的振动可视作线性谐振子)，由于带电的关系，线性谐振子能够和周围的电磁场交换能量，这些谐振子与古典物理学中所说的不同，只可能处于某些特殊状态，在这些状态中，相应的能量是某一最小能量的整数倍。在能量观念上，普朗克的量子假说与物理学经典理论有着本质上的区别。在经典的热力学理论和电磁场理论中，能量是连续的，物体所发射或吸收的能量可以是任意的量值。按着普朗克的量子假说，能量是不连续的，存在着能量的最小单元(hv)，物体发射或吸收的能量必须是这个最小单元的整数倍，而且是一份一份地按不连续方式进行的。

(2)爱因斯坦光子假说

1905年，爱因斯坦在普朗克量子假说的基础上，进一步提出关于光的本性的光子假说。爱因斯坦认为：光不仅像普朗克已指出过的，在发射和吸收时，具有粒子性，而且光在空间传播时，也具有粒子性，即光是一粒一粒以光速C运动的粒子流，这些光粒子称为光量子，也称为光子，每一个光子的能量是e=hv(h是普朗克恒量，v是频率)，不同频率的光子具有不同的能量。光的能流密度S(即单位时间内通过单位面积的光能)决定于单位时间内通过单位面积的光子数n，频率为v的单色光的能流密度为S=nhv。

(3)光子的波-粒二象性

a. 光子的能量、质量和动量

每个光子的能量是e=hv，按照相对论的质量-能量关系式，每个光子的质量：

m=e/C2 =hv/C2

又因光子具有一定的运动质量和速度C，相应的光子也有动量：

mC=hv/C=h/λ

式中λ为波长。

b. 光子的波-粒二象性

由爱因斯坦光子假说可知，光不仅具有波动性，而且具有粒子性，关于光的波动性和粒子性相互并存的性质，称为波-粒二象性，光子的运动既可以用动量、能量来描述，也可用波长、频率来描述。在有些情况下，其粒子性表现突出些；在另一些情况下，又是波动性表现的突出些。

1.2 量子计算机

1.2.1 量子计算机的概念

在人类即将跨入21世纪之际，信息科学面临到新的挑战。计算机是否存在极限的运算速度？能否实现不可破译、不可窃听的保密通信？诸如此类的问题一直是数学家和电子技术专家们关注的重要课题。近年来，物理学家加入到这个研究行列中，他们成功地将量子理论和信息科学结合起来，提出许多令人耳目一新的概念、原理和方法，于是“量子信息”作为新兴的学科分支便应运而生。当前量子计算机、量子通信和量子密码术的研究已经成为热点，并取得重要进展，其中较为成熟的量子密码技术估计在5～10年内可实际应用。量子力学和计算机理论，这两个看起来互不相关领域的结合产生了一门新的学科：量子计算机。

支持现有计算机的半导体技术把电子视为粒子，作为其工作的基础。然而电子和光子一样具有波*9鄄粒二象性。当其活动空间较大时，的确可以把它当作粒子对待而忽略其波动性。一旦活动空间减小，例如，当集成电路线宽小于0.1 μm(目前已达到0.13 μm，3～5年后便可达到0.1 μm)时，其波动性质便不可忽略。当10年后，集成电路线宽降到0.07 μm甚至0.05 μm，即50 nm时，器件工艺将达到纳米数量级，现在的半导体器件原理就不再适用。纳米范围内的新器件，如单电子晶体管、量子器件、分子器件等，统称为纳电子器件。21世纪上半叶，纳电子器件将会逐步占领市场，其集成度和性能将成千上万倍地提高，届时，信息技术将从微电子时代发展到纳电子时代，所以说21世纪将是纳电子时代。由此引发的工作原理建立在量子力学基础上的计算机便是量子计算机，量子计算机将是纳电子时代的重要产品。

现有的电子计算机是以晶体管的“开”和“关”状态来表示二进制的0和1。以原子或分子为基本结构的量子计算机存储信息则基于量子位。也就是说，利用粒子的向上和向下自旋来分别代表0和1。

量子计算机的独特之处在于，处于量子状态的粒子能够进入“超态”，即同时沿上、下两个方向自旋。这一状态可代表1、0以及中间的所有可能数值。因此，量子计算机可以不像常规计算机那样按顺序把数值相加，而是能够同时完成所有数值的加法。这一特点使得量子计算机具有强大的功能。使用数百个串接原子组成的量子计算机可以同时进行几十亿次运算。

量子计算机突出的优点有两个。一是能够实现量子并行计算，加快解题速度。例如：现在计算机领域广泛使用的远地面告警等公开钥密系统，就是以巨大数的质因子分解极为困难作为前提而设计出来的。一个400位长的数字要对其进行因子分解，即使使用世界上最快的巨型机也要用10亿年时间，而人类的历史才仅仅300多万年。但若用量子计算机求解，有1年左右的时间便可完成。二是n个量子位可存储2n个数据，大大提高了存储能力。在现有计算机上，数据用二进制位存储，每位只能存储一个数据，非0即1。而在量子计算机中采用量子位存储，由于量子叠加效应，一个量子位可以是0或1，也可以既存储0又存储1。这就是说量子位存储的内容可以是0和1的叠加。由于一个二进制位只能存储一个数据，所以几个二进制位就只能存储几个数据。而一个量子位可以存储2个数据，所以n个量子位就可以存储2n个数据。这样，便大大提高了存储能力。量子计算机的弱点一是受环境影响大，二是纠错不容易。

科学家们指出，量子计算将始于“摩尔定律”终结处。按照著名的“摩尔定律”来推算，随着电路板蚀刻精度越来越高，中央处理器芯片上集成的晶体管器件越来越密，现有芯片制造方法将在未来10多年内达到极限，无法突破到分子以下的尺度。这一极限大约出现在2020年。为此，世界各国的研究人员正在加紧开发新型计算机。除量子计算机外，生物计算机和光计算机等也代表着未来计算机的发展方向。

科学家预言量子计算机将在5年内问世。量子计算机能利用粒子自旋的特殊性质，快速处理大量的信息，运算速度将大大超过现有电脑，并将采用新的运算方式解决传统计算机不能解决的一些问题，目前复杂的数学难题在量子计算机面前有可能迎刃而解。

1.2.2 量子计算机研究的进展情况

根据目前正在开发中的量子计算机看，量子计算机有3种类型：核磁共振(NMR)量子计算机、硅基半导体量子计算机、离子阱量子计算机。

(1)核磁共振量子计算机

在核磁共振量子计算机方面，美国麻省理工学院和英国牛津大学都开发出了自己的样机，前者叫“堆积式”量子计算机，后者叫“咖啡杯”计算机。

(2)硅基半导体量子计算机

硅基半导体量子计算机也取得了进展，已成功制成由两个称为量子箱的微细半导体微粒放在一起从而实现使两个原子共享电子的类似于分子键的人工分子，它作为今后实现量子计算机的一种基础技术，正受到人们的注意。因为它和现有计算机一样，都是建立在硅半导体技术基础上的，所以能够借鉴以往更多的成熟经验，因此也更具有吸引力。

(3)离子阱量子计算机

离子阱量子计算机则是把一系列自旋(基本粒子和原子核的属性之一，相当于它们固有的动量矩)为1／2的冷离子禁锢在线性量子势阱里，组成一个相对稳定的绝热系统。同核磁共振计算机不同，这种量子计算机由激光来实现自旋翻转的“控制非”操作。由于在这种系统中很容易在任意离子间实现n位量子门，所以具有光明的前景。

目前，美国国际商用机器公司(IBM)、斯坦福大学和卡尔加里大学科学家联合研制出了世界上最先进的量子计算机，并首次证明这类装置有明显快于常规计算机的运算潜力。领导该研究的IBM科学家伊萨克·张 2000年8月15日在宣布该成果时说，这种量子计算机使用了5个原子作为处理器和内存。研究人员对该量子计算机实验机型进行了测试，用它来确定一个函数的周期。测试结果发现，量子计算机能够只需一步就解决任何一个例题，而常规计算机完成相同的工作却需要多次循环运算。伊萨克·张认为，量子计算机有望应用于广泛的领域。用它来进行数据库检索，将会大大提高网上搜索速度。量子计算机也可被用来设置或破译密码，提高天气预报准确性，模拟化学反应以加快新药的研制等。他预测说，在今后两年中将诞生7～10个原子的量子计算机。

日本将在未来10年内投资400亿日元实施“量子通信技术”计划。研究课题包括无法破译的密码技术、量子通信所需要的超高速计算机和量子传输技术。计划在2020年—2030年前后使保密通信网络和量子通信网络技术达到实用化水平。

2、量子互联网

2.1 量子互联网的概念

建立一个产生、储存和传输“缠结”信息的网络，是向开发一种科学幻想家虚构的远距离传输系统迈出的第一步。利用这种“缠结”信息还能制造超快速量子计算机，并把它们连接成量子互联网，为互联网发展开辟新途径。

2.1.1 “缠结”信息

所谓“缠结”是指具有交互作用的粒子之间类似“心灵感应”的神奇连接，即使粒子分别位于宇宙空间遥远的两边，这种连接都能以极快的速度使其连接。“缠结”信息已经用于量子密码翻译、极小规模的量子计算和远距离传输等方面。

2.1.2 量子互联网

根据“缠结”的原理，可以将量子计算机连接起来，构成功能强大的量子互联网。如果“缠结”的信息能够通过量子互联网被瞬间传输到全球各个角落，那量子互联网将引发计算、通信和人类认识宇宙的新革命。

2.2 量子互联网的理论与研究进展

2.2.1 量子互联网的理论

实现量子互联网需要香浓理论的突破，所谓香浓理论是指贝尔实验室的香浓在1940年奠定的经典信息论的基础。香浓理论解决了任何通信信道的理论容量，即沿着通信信道能够可靠传输最大数量信息的问题，并阐述了有效传输信息的压缩技术。但是，香浓理论只应用于经典信息论，量子“缠结”信息的出现，使香浓理论面临新的问题，要求香浓理论有所突破，为量子互联网的发展开辟道路。目前需要解决量子信息奇特的脆弱性和量子“缠结”信息古怪特性的问题。

(1)量子信息的脆弱性

建立量子互联网面临的一个问题是量子粒子的脆弱性(容易丢失信息)，也就是说，只要能看到量子粒子，它就有了被破坏的可能性。这个问题不仅涉及能够存储的信息数量，而且还涉及能够检索的信息数量。解决这个问题的办法是测量量子，通过测量，掌握量子的变化特性。

(2)量子“缠结”信息的特性

经典信息论是“0”和“1”组成的序列，通过改变导线上的电压可以实现这种序列编码。在一定的电压电平之上是“1”，反之则是“0”。

量子粒子(如光子)中的部分信息的编码则具有完全不同的特点。光子在同一时间有两种或多种存在状态。例如：能够将光子的电场加以滤波，这样它就在一个特定的平面产生极化振荡。当振荡平面变成垂直极化时，此平面称为“0”，当振荡平面变成水平极化时，此平面称为“1”。然而，由于“量子叠加”，光子可能同时垂直和水平极化，可能同时为“0”和“1”。“缠结”粒子的奇妙之处在于测量一对粒子中的一个，便能确定另一个的测量结果，而不管这两个粒子相距多远。这种在时间和空间内魔术般地连接的两点，充分说明了“缠结”信息的含意，意味着“缠结”将会给未来的网络通信带来巨大的变化。

2.2.2 量子互联网的研究进展

1992年IBM公司和TelAviv大学的研究人员研究认为，“缠结”对量子信道的容量有极大的影响，目前发现至少可将信道容量提高一倍。这是因为在量子信道中传输的每个光子都可能有水平和垂直两种状态，所以把一对光子连接在一起，就可能变成4种状态。利用“缠结”技术，一个光子可以发送2位信息，从而使信道容量提高一倍。这种现象称为量子超密集编码。现在，应用“缠结”技术又有新进展，研究人员开始研究粒子3重“缠结”和4重“缠结”，能使粒子实现更多的组合状态，可以使量子信息以极快的速度通过互联网络。

但只有传输速度没有传输质量也不行。这种极快的信息传输速度要建立在纠正可能出现的错误之上。由于量子“缠结”状态是脆弱的，任何外力都可能产生破坏作用，以致许多物理学家误认为不可能可靠地传输量子信息。但是在最近，IBM和微软的两位研究人员对量子“缠结”状态的脆弱性问题提出了完善的解决方案，其解决方案是利用执行量子计算的软件来保护量子信息，使量子信息不会产生错误。

2.3 量子互联网的发展计划

1997年奥地利的因斯布鲁克大学的研究人员提出了第一个量子互联网计划。2000年3月美国麻省理工学院和马萨诸塞州林肯空军研究室的研究人员提出了更加接近实现量子互联网的设想。他们的设想是生成一对光子，并沿着2条光纤传输，即一个光子传输给甲地的研究人员，另一个传输给乙地的研究人员。甲乙两地的研究人员都拥有包含超冷却原子的激光俘获器，而原子能吸收光子。研究人员可以确定原子何时吸收光子而不会干扰它，并在原子吸收“缠结”的一对光子时检查甲乙两地研究人员能够同时发现吸收的光子。当确定原子确实吸收光子时，原子本身也就变成了“缠结”的粒子。当原子没有电荷时，它们不受电场和磁场的影响，这样就容易保护“缠结”的粒子不受外力的影响。美国陆军已向麻省理工学院的一项研究计划投资数百万美元，以加速量子互联网的研究开发。麻省理工学院发布了建立量子互联网的详细计划，并宣布现在建立量子互联网的技术已具备，该计划打算在3年内建成量子互联网，并首先在麻省理工学院建立3个节点。因此，业界人士分析，全球量子互联网的实现将指日可待。□

(收稿日期：2002-03-08)

作者简介

何淑贞，毕业于东北大学自动控制系，信息产业部第4研究所高级工程师。参加了960路、1 800路大型微波通信设备的研制工作(该项目获得国家科技二等奖)，还参加了有关CATV、MMDS、SDH等的项目研发工作，近年来致力于通信热门课题的探索。已在报刊及杂志上发表论文近百篇，著有《CATV与多媒体通信》一书。

4.量子信息和计算 篇四

2018走向

本文转自：物联网智库

导读：那些看起来不食人间烟火的高逼格科技，正在以超出预料的速度渗透到我们生活、生产、服务中。那么，这些技术在即将到来的2018年将会迎来怎样的命运走向？这里有最权威的2018年科技趋势预测。

随着物联网技术、量子计算、边缘计算、自然语言处理、区块链、自动驾驶等前沿技术的不断渗透，科技圈已经按耐不住对其在2018年发展趋势、应用方向的期待了。今日，阿里巴巴与今日头条联合发布2018年科技趋势预测。来自全球不同领域的15位科学家，对其所在领域的前沿技术如何度过2018年、如何影响世界、影响社会生活给出了相关预测。施尧耘量子霸权或将实现，落地应用任重道远回顾2017，科技圈的从业者很容易举出几个超越性的成就，如我国潘建伟团队研制出世界首台超越早期计算机性能的光量子计算机，而国际巨头IBM、谷歌和Intel都将目标直接锁定在了“量子霸权”级别的49量子位的量子纠缠，并制定了较为详细的推进计划表。一切看似都乐观繁荣，你是否天真的以为，那些久未解决的计算难题，生物难题、超级计算、金融预测等....就能很快迎来量子计算来通关了？阿里云量子实验室首席科学家施尧耘给出的预测告诉你，这个质的飞跃来的没那么容易。施尧耘认为，量子霸权、算法多元、量子密码应用会是2018年量子计算的三大趋势。2018年量子计算的第一幕高潮应该是“量子霸权”。多个超导，甚至可能有离子阱团队将纷纷宣称实现经典计算机无法模拟的量子处理器来。而经典模拟能力可能在新的理论突破下大大提升，重设霸权之争的起点。量子算法、路径之争将百花齐放今年可能见证第一个拓扑比特的诞生。而其他如超导、离子阱等方向颠覆性新思想的种籽可能会在今年无声地落地。量子软件因为门槛低，将会继续蓬勃发展。量子算法的论文会百花齐放，但大多数不过是组合拳。在量子保密通信方面，量子的保密性能和经典密码的高下较量将会愈演愈烈。一方面，经典密码苦修多年 “后量子密码学“，终于把秘籍练到实用，大显抵抗量子攻击的能力和不需任何额外投入的成本优势。另一方面，作为对策，小型、廉价的量子密码产品可能在今年出现，叩开近距离量子密码规模化市场。蒋国飞见证IoT应用大爆发、区块链将实现跨链价值物联网圈是一个盛产“元年”的圈子。有人说2017年是AI爆发“元年”、区块链元年、物联网爆发元年，蚂蚁金服副总裁、技术实验室负责人蒋国飞认为，在2018年，我们可能会真正见证IoT应用的大爆发。传感器融合、数据处理进入新层次受益于IoT市场的爆发，用户体验空前提高，但传感器的融合以及由大量传感器带来的数据运算和处理，会成为新的课题。边缘计算的价值进一步凸显大批前端IoT传感数据处理的需求会推动边缘计算的快速实现。巨量的、分布式的和轻小IoT设备对整个系统安全管理带来空前挑战。在2018年，图像，视频和语音等交互技术的进展能让机器更加“懂”你。更多的生物特征识别技术将取代密码。随着传感器数量的爆发式增长，大量的IoT数据前所未有的把物理世界映射到虚拟网络中，结合数据挖掘和人工智能技术，能够让我们更精确的了解这个世界和我们自身。区块链将实现跨链价值2018年业界会持续高度关注区块链技术发展。在金融服务和供应链管理等场景中，一些区块链应用会从概念性证明阶段（PoC）落地到实际商用系统。越来越多的传统行业会思考已有商业模式，拥抱尝试区块链技术。共识机制和网络决策等核心技术发展会持续改善区块链系统的性能和规模。在比特币和以太坊后，会出现第三代区块链技术架构。零知识证明等方面的进展会改进区块链系统上的安全和隐私模型，进一步解决互信和隐私的矛盾。此外，在多个平台共存的情况下，跨平台多链互联，实现跨链价值转移和数据交换会成为区块链技术的一个重点。朱胜火：消费类与商业类AI应用双双爆发AI在技术上取得的长足进步，过去的两年内不断刷新着人们的认知。而达摩院机器智能实验室研究员朱胜火认为，在应用方面,AI也将迎来消费领域和商业领域的双重爆发。不同的领域应用其实不尽相同。朱胜火认为，2018年AI应用将会出现两个趋势：首先是面向消费者的AI技术（智能音响、翻译机等）继续蓬勃发展，其次是商业的AI技术从边缘走向核心。那么这项技术在发展落地的过程中，将会遇到哪些挑战呢？朱胜火认为主要来自四个方面：边缘智能的发展要解决在受限环境下对模型的优化与计算能力的提升，这两部分是要联合起来继续优化才有质的突破。复杂决策的智能一部分可以用增强学习解决，但很多商业核心决策是非常复杂的，需要方法来学习行业专家的决策以及迭代提升机器决策。提升AI技术与人的交互体验，狭义上的人机交互，广义上也反应在政治经济伦理安全上，包括机器智能的“歧视”问题，机器决策的责任可解释可述源。因AI人才培养滞后带来人才等商业成本上升，AI的ROI面临高估风险。李航智能语音将更智能在智能音箱作为爆款智能家居单品走红的2017年，人们在使用的过程中不断体验着人工智能技术，尤其是语音识别精度和速度的提升。那么作为核心技术支撑，NLP（自然语言处理）在2018年将会有哪些突破呢？今日头条人工智能实验室总监李航认为，2018年NLP（自然语言处理）将在翻译、问答、对话等几个方面继续取得巨大进步。大胆预测，未来一年对话系统将能更好地理解人类语言，更自然地与人类通过语言交互。对话方面令人震撼的突破可能来自以下几个场景。一是实现多系统对话（multi-systems dialogue）：多个对话系统集体与用户进行对话，共同完成一项任务。比如，多个不同的问答系统，协同回答用户的问题，帮助用户更好地找到答案。二是实现多媒体中的对话（dialogue in multi-media），人通过自然语言发出命令，同时做出示范性动作；机器人通过对命令以及对视频中动作的理解，快速学习如何完成一个任务。比如，教机器人如何开门。三是实现模仿语言学习（imitation language learning）：人为对话系统做出一定的示范，在什么样的场合下用什么样的自然语言进行对话，对话系统能够很快地学到对话的策略。比如，人类客服指导对话系统提高对话技巧，使系统能很快地在一个新领域承担自动客服任务。司罗机器阅读理解将首次小幅超越人类机器学习是人工智能技术中非常重要的一个分支。在过去的认知中，机器学习对于结构化数据的处理掌握是十分顺畅的，然而对于思考、表达、复杂、阅读理解、情感分析判断方面，似乎没办法对费结构化数据很好应对。那么，在2018年这个局面会得到改善吗？量变而无质变理解与思考仍路漫漫达摩院机器智能实验室NLP首席科学家司南认为，2018年初，我们机器阅读理解技术（精准匹配）首次小幅超越人类，这个里程碑让研究人员看到了希望。但对于机器“能理解会思考”的终极目标来说，这只是万里长征的开始。迁移学习等技术的大量使用会催生更多好成绩，语言学知识或知识库知识在机器翻译模型中被更好的整合，单语语料和可比语料会更多用于稀少资源语言的翻译中； 信息抽取技术会从纯文本通用类型信息抽取更多走向富媒体（文字，表格，图片等）和垂直领域的信息抽取。可以预见，未来人类会习惯机器在更多特定领域的“超人”成绩，但机器短期内达到人类思维的深度和广度还有待时日。鄢志杰人机交互将摆脱形式束缚，贴近交流本质人机交互现在的应用局势还被束缚于“机器人”与人、智能音箱与人等固定形式，未来，人机交互的形式将会有什么丰富化？达摩院机器智能实验室语音技术总监鄢志杰认为，从2018年开始，人类与机器的交互方式将开始彻底摆脱任何形式的交互界面，变得更接近人与人的交互。这背后是对听觉、视觉、触觉，甚至味觉等多模态技术的全面融合。机器将能感知到人类在语气语态、肢体动作、面部表情等更丰富的表达方式，从而更智能的理解人类的意图。生活空间、交通空间、工作空间将是三个首先落地领域。谢炎智能硬件将厚积薄发随着物联网技术的发展，人与人的交互、人与物的交互、物与物的交互将越来越丰富，不再受制于移动互联网时代的手机为主流。因此，更多实用的智能硬件将出现爆发，这个爆发只是量的增长，还是融合了身份地位的上升？这里有预测。AliOS首席架构师谢炎认为，2018年移动互联网时代将正式结束。越来越多带麦克风、摄像头、屏幕或更多传感器的智能终端将出现，并具备联网、交互、语音、视觉等能力，向泛AI化靠拢，很多工作、娱乐生活不需要通过手机完成，AI智能硬件设备的活跃量将迎来爆发式增长。2018年人们花费在单一终端设备上的时间将大幅下降，智能手机用户活跃时长或将出现近年来的首次负增长。与之形成对比的是，包含智能手机在内的智能终端设备总量将继续增长，用户在线时间将更加碎片化。李磊计算机视觉将融入大量硬件和服务中当越来越多的图像处理、视觉处理需求摆在物联网巨大市场前，从业者怎能不去提升技术实力，落地实际应用呢？今日头条人工智能实验室总监李磊认为，2018年，摄像头、红外摄像、麦克风、陀螺仪加速计等多传感器的协同分析会大大提高对场景、空间定位、人物、动作、意图的理解。随着手机、电视、音箱、耳机、手表等各种终端计算能力的加强，理解人物行为的能力今年会有很大希望移植到端上，从而做到实时理解与视频创作。机器学习方面今年的一个趋势是，不仅仅优化模型性能，而且会在训练和推理过程中引入反馈和人工修正，在人机协作智能（human-in-the-loop machine learning），交互式机器翻译方面(Interactive machine translation)今年会有更多方法尝试优化模型与人的实时反馈动作，最终达到更好的综合性能。基础研究会有更大突破，逐步解开深度学习的黑箱，提高机器学习模型的可靠性、稳定性以及可解释性。王刚中国的自动驾驶极有可能超越美国自动驾驶这项涉及众多行业的产业近年来进展飞速，无论是整车制造、技术公司、法律法规，都对其进展速度密切观望。那么，千呼万唤的自动驾驶上路和无人驾驶到来在2018年有望吗？

5.量子信息和计算 篇五

计算机信息管理专业培养拥护党的方针政策，掌握必备的计算机科学、管理科学和信息技术的基本理论知识和应用技能，适应从事企事业单位信息化应用、信息处理、管理软件开发、计算机操作与维护以及会计电算化等方面第一线工作岗位需要的“下得去、留得住、用得上”，实践能力强，德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用型人才。毕业生主要面向商业、贸易、金融、网络等企业，从事网络应用、硬件组装与维修、软件开发、系统维护、信息统计分析与处理、数据库系统与应用、管理学基础、网站设计与维护、电子商务等工作。另外可以从事各类企事业单位从事计算机信息管理工作。

6.计算机技术和企业信息化研究论文 篇六

摘要：随着社会的发展，信息化、数字化、全球化、网络化已经成为了社会发展的方向，信息化为企业提供了发展的机会，企业信息化可以帮助企业进行改革，提高生产经营的效率、质量，降低运营成本，从而提升企业的竞争力，促进企业的不断发展。本文对计算机应用技术和企业信息化的概念进行了阐述，并且介绍了计算机应用技术在企业信息化建设方面的优势以及对企业信息化的影响。

关键词：计算机技术；企业信息化；优势分析

一、计算机应用技术和企业信息化建设的定义

1.1计算机应用技术。计算机应用技术的实质是利用计算机软件的功能为人们提供所需要的服务，这需要充分掌握计算机软件的设置、属性，并且能够灵活的运用，能够应用计算机解决生产经营中遇到的各种问题，从而为人们提供所需要的帮助，提高工作的效率。1.2企业信息化建设。企业信息化建设是指将通过系统集成的方式将企业的信息资源进行优化配置，对企业的管理进行整合的过程，其目的是使企业各方面的资源得到合理的配置，使企业的管理和经营能够规范化、合理化，从而提高企业的竞争力。通过计算机应用技术进行企业的信息化建设，利用计算机应用技术操作简单、安全，能够进行信息共享、资源整合等特点能够完善企业的管理，促进企业工作效率的提升，进一步促进企业的发展。

二、计算机应用技术在企业信息化建设方面的优势

企业的信息化建设是发展的趋势，是社会发展的必然选择。计算机应用技术在企业信息化的建设过程中的很多方面都具有独特的优势，主要体现在以下几个方面：第一，计算机应用技术可以提高企业信息资源处理的信息化水平，相对而言，信息的水平和准确性都会有所提升，从而使企业可以基于及时准确的基础信息制定科学合理的政策和发展战略。同时，自动化水平的提高，可以实现企业无纸化、自动化的办公，从而提高企业管理的效率，并且降低运营成本，在节约资源的同时提高企业的管理效率。第二，利用计算机应用技术进行企业信息化建设，能够对企业的工作流程进行整理，优化企业的资源配置。整合优化企业的管理流程可以减少企业运行过程中不合理的环节并减少不必要的浪费，在提高工作效率的同时可以将员工的经验技术等转化为公司的资源，从而提高员工的整体水平。优化配置资源能够使企业最大程度上利用现有资源，使企业内部人力、物力和财力等资源充分发挥出其应有的作用，从而提升企业经营管理的效率。

三、计算机应用技术对企业信息化的影响

3.1帮助企业获取准确的信息。企业的经营管理离不开庞大的信息资源保障，企业的财务、业务以及员工等数据信息都对企业的发展具有重要的影响。全面、准确并且及时的信息不仅能够为企业制定发展战略提供支持，使企业把握住良好的.发展机遇，还能够减少企业的决策失误，使企业规避不必要的损失。计算机应用技术在企业的信息化建设过程中能够提高企业信息录入的自动化水平，并能够将各种数据资源整合分类，同时还可以通过加密保证信息的安全。当企业需要信息资源时，计算机应用技术可以帮助企业快速的整合、传输信息，使企业获取及时、准确的信息进行决策。3.2提升企业的办公效率。信息资源对于企业的生存发展具有重要的作用，然而在企业经营管理过程中需要用到大量的信息资源，这些信息来源广泛，数量庞大，并且还有复杂的构成，这给企业的信息管理工作带来了巨大的负担，降低了企业的办公效率。将计算机应用技术应用到企业的信息化建设之中，可以提高企业办公的自动化水平，减少人为失误造成的信息不及时、不准确现象的出现。同时。可以使企业能够快速的进行信息获取、传输、整合和共享，从而提高企业的办公效率。通过高效的信息管理能够使企业优化资源配置，节约成本，提高办公效率，从而提高企业的效益。3.3提高企业的综合实力。将计算机应用技术应用到企业的信息化建设之中能够使企业内部信息交流更加顺畅，促进企业内部信息的共享，使企业内部各个岗位的职责更加清晰，从而使员工以更强的责任感投入到工作之中。并且还可以促进企业内部的交流，使员工的经验技术成为企业内部的信息资源，促进员工进一步学习和创新，增加员工间的合作，从而促进企业的发展，提高企业的综合实力。

计算机应用技术在企业的信息化建设过程中具有重要作用，能够为企业提供更准确的信息资源、提高企业的办公效率，进而提升企业的综合实力，促进企业的发展。

参考文献

[1]张新刚.计算机应用技术对企业信息化的影响分析[J].计算机光盘软件与应用,(13):134-134.

7.量子计算机的发展现状与趋势 篇七

量子信息科学是利用量子体系的独特性质对计算、编码、信息处理和传输过程给予新的诠释，开发新的、更为高效的信息处理功能的一门学科，它是现代科学技术发展的必然结果。量子信息科学的研究为物理学、信息科学、材料科学乃至整个科学注入了新的生命力，同时对推动相关高新技术的发展以及人类社会的进步具有深远的意义。

量子信息科学的核心目标是实现真正意义上的量子计算机和实现绝对安全的、可实用化的长程量子通信。目前，量子密码技术正从实验室研究走向实际应用，研究实用系统的安全性以及提高实用性能成为该方向的主要课题。量子计算机的研究尚在起步阶段，但它以其独特的魅力正吸引着越来越多的科学家和工程技术人员加入这个研究阵营。

1 量子计算机的研究概况

量子计算机与现有的电子计算机以及正在研究的光计算机、生物计算机等的根本区别在于，其信息单元不是比特(bit，两个状态分别用0或1表示)，而是量子比特(qubit)，即两个状态是0和1的相应量子态叠加。因此，单个量子CPU具有强大的平行处理数据的能力，而且其运算能力随量子处理器数目的增加呈指数增强,这将为人类处理海量数据提供无比强大的运算工具，例如运用量子并行算法就可以轻而易举地攻破现在广泛使用的RSA公钥体系。

在1985年，英国牛津大学的Deutsch建立了量子图灵机的模型。随后，他把建立普适量子计算机的任务转化为建立由量子逻辑门所构成的逻辑网络。1995年，人们发现量子计算机的逻辑网络可以由结构更为简单的逻辑门集构成，即采用单量子比特的任意旋转和双量子比特的受控非门，就可以搭建任意的量子电路，这就是所谓的量子计算机标准模型[1]。

如果要在真实的物理体系中实现量子计算的功能，该物理体系必须满足所谓的Divincenzo。鉴于很难找到某个物理系统能同时满足这个判据，科学家提出以下若干个替代标准模型的量子计算方案。

1.1 拓扑量子计算

该方案最初由数学物理学家Kitaev于1997年提出。他利用特殊系统不受小扰动影响的拓扑量子性质来构造量子计算机，从而可以实现容错的量子计算。目前，这一领域在国际学术界得到很大的重视，哈佛大学、哥伦比亚大学、芝加哥大学及加州理工学院等一流学校已开始了理论和实验方面的研究。

二维空间系统存在具有分数统计的准粒子，被称为任意子。任意子的统计包含阿贝尔和非阿贝尔两种，非阿贝尔任意子的拓扑性质能够用来做拓扑量子计算。

用于做拓扑量子计算的任意子具有以下特点：(1)有一系列不同类型的准粒子，用于信息的初始化;(2)任意子的交换和旋转满足群论中的辫群规则，可以实现拓扑量子门，用来处理信息;(3)拓扑量子计算中信息编码是非局域的，基本上不受周围环境的影响，因此错误率很低，具有自动容错的功能;(4)满足干涉测量中的Bunching规则，可用于信息读取。

目前的研究表明，二维系统的非阿贝尔统计的任意子态最有可能在填充因子为5/2的分数量子霍尔效应中实现。2009年，美国哈佛大学和以色列Weizmann研究所同时报道在实验上证实了这类态的存在，并在此态上构建了基本的量子位。

1.2 单向量子计算

单向量子计算是R.Raussendorf和H.Briegel在2000年提出的一种新的途径。其思想是利用量子纠缠态以及局域操作和经典通信过程，可以传递非局域的相互作用，从而等价地实现非局域哈密顿量的功能。因此，可建立一种高度纠缠的状态(至少是二维的)，称为图态，只需要通过对相邻的几个量子比特进行LOCC过程，测量结束之后可以等效地实现对出发端的量子比特的普适逻辑门操作。这样一来，图态就像是一个面包板，我们将有待实现的量子电路设计出来，将每个原件插上去就可以实现相应的量子操作[2]。显然，量子计算标准模型的难度在这里就转化为如何高效而精确地实现一个超大量子比特数目的图态上。

1.3 绝热量子计算

绝热量子计算最先是由MIT的Golbstone等人提出，其核心思想是通过绝热演化的特性来等效地实现量子幺正变换。在绝对零度时，如果系统的初态处于基态，那么绝热地变换系统哈密顿量的参数，只要不出现基态和激发态的能级交叉，原则上体系始终处于基态。然而，系统演化前后的基态之间必然有一个幺正变换联系。如果这个幺正变换恰恰就是我们所需要的幺正变换，那么量子计算也就可以通过这个绝热过程完成。

该方案的优点在于，在理想情况下，系统始终处于基态，从而不存在退相干问题;其缺点是绝热的条件依赖于基态和第一激发态的能隙，能隙越小，所需要的绝热演化的时间就越长。如果随计算量的变大，绝热演化时间指数相应地变长，那么就失去了量子计算的意义。

近十多年来，著名刊物《Nature》和《Science》平均每个月发表一篇量子计算机研究的论文，但至今量子计算仍然未有突破性的进展。在少数量子比特的物理体系统中，人们成功地演示了量子计算的原理、逻辑门操作、量子编码和量子算法等，证实量子计算的实现不存在原则性困难。但真正要研制出量子计算机，存在两大主要障碍：其一是物理可扩展性问题，即如何实现成千上万个量子比特，并能有效地进行相干操控;其二是容错计算问题，即量子操作的出错率如何能减少到低于阀值，确保计算结果的可靠性[3]。

当前，人们一方面寻找可扩展可容错的量子计算体系，另一方面着手研究技术难度较低的量子仿真。量子仿真的目的就是发展出一套多体系统相干操控的手段，通过实验直接操控、观测人工多体系统的演化行为，为强关联物理学等提供完美的检测场所。量子仿真的研究很可能带来全新的科学发现(如新物质态的发现)。

2 具有可集成性的量子计算体系的实验进展

目前，国际学术界主流较为认可的量子计算物理体系是：量子点、超导、腔电动力学、离子或原子体系。

2.1 量子点体系

半导体量子点借鉴成熟的微加工方法，在半导体二维电子气上制备成单电子晶体管，其电子服从量子力学规律，可以将电子自旋的向上和向下作为量子信息单元1和0。这种利用半导体器件上的电子自旋进行量子信息处理的量子点体系被认为是最有希望成为未来量子计算机的方向之一。

从1998年D.Loss和D.P.Divincenzo提出利用量子点中的电子自旋作固态量子计算开始，国际上多个著名研究机构在半导体量子点作为未来可扩展的量子计算器件的实验研究中取得一系列重大进展。半导体量子点作为量子芯片应具备的基本条件：量子比特的制备、量子逻辑门操作、量子测量和量子相干性。这些基本条件在实验中都已成功实现。著名量子信息专家、美国IBM公司资深研究员D.P.Divincenzo在《Science》杂志专门发表评论，认为半导体量子点作为未来量子计算的元器件————量子芯片是一条真实可行的路。

尽管利用半导体量子点和自旋进行量子信息处理已获得许多令人瞩目的进展，但是要成为真正实用的量子芯片还有很多困难需要解决。量子芯片本质上利用了量子相干性，而半导体量子点体系受周边环境的影响比较严重，控制和维持其量子相干状态遇到了更大的挑战。

2.2 超导量子电路

超导量子计算的核心单元是一种被称为Josephson结的电子器件。按照表征量子比特的不同，Josephson量子电路大致可划分为电荷、磁通和相位等三大类型。与原子和光子之类的天然量子体系相比，Josephson量子电路这种人工量子体系具有以下特点：(1)Josephson量子电路中的能级结构可以通过对电路的设计来制定，也可以通过外加的电磁信号进行调控;(2)基于现有的微电子制造工艺，Josephson量子电路具有良好的可扩展性，这种可扩展性既包括Josephson量子电路之间的级联，也包括Josephson量子电路与其他量子体系之间的耦合。

量子信息领域内的多数学者认为，这些优点使得超导量子电路是最具潜力、也最有可能率先实现有实用价值的大规模量子信息处理器的物理方案之一。目前，单量子比特逻辑门操作已在不同种类的Josephson器件上实现，而双量子比特逻辑门也陆续在不同的超导量子电路中完成。最近，人们在超导传输线腔、SQUID谐振子和纳米机械谐振子等介观谐振子器件方面取得了很有意义的进展。由于这些介观谐振子体系的本征频率都在GHz范围，与超导量子比特在同一量级，因此，将不同类型的超导量子电路和各种谐振子器件耦合，以实现量子逻辑门或模拟各种量子光学现象得到了相当的关注。

超导量子计算虽然是现今各种量子计算方案中发展最快、可集成电路性最好、潜力最大的方案之一。即便如此，超导量子计算现今仍然还处在摇篮阶段，人们最多能够实现的只有1～4个量子比特的耦合，而今各种Josephson量子电路的消相干时间处在各自的单量子比特操作时间的102～103，距离实现量子纠错编码所需要的104次单量子比特操作的阈值仍有较大差距。未来的超导量子计算发展必须要解决两个重要问题，其一是延长量子比特的相干时间;其二是改进量子比特之间的耦合方式。

2.3 离子阱体系

离子阱体系是最早尝试实现量子计算的物理体系。该体系实现量子计算的理论方案最早由Cirac和Zoller于1994年提出;同年，美国国家标准技术局(NIST)的实验组开始了该0方向的实验研究[4]。该系统在单、双量子比特的实验进展方面达到了非常高的水平。目前，主要研究集中在如何提高量子操控的单元技术，以达到容错量子计算的要求;以及如何扩展该体系，实现多位的量子信息过程这两个方面。

离子间的库仑斥力和轴向的谐振子势，使得N个离子在轴向形成N个振动(声子)模式，这些振动模式成为传导离子内态之间相互作用的“信使”。通过声子—激光—离子三者的作用可实现量子信息的初态制备、操控和读取。

目前，科学家已制备出8个离子的W态，保真度达72%，制备了6个离子的薛定谔猫态，保真度超过50.9%。为解决离子阱体系的物理可扩展性问题，人们已提出若干有效方案。据悉，美国已启动研制50～80量子比特的离子阱量子计算的计划，未来预期有重大突破。

2.4 腔量子电动力学（QED）体系

这种类型的量子计算是基于腔模和偶极子之间的强耦合，有效地提供了光子与两能级量子体系(原子、量子点等)之间的相互作用，实现两个量子比特的可控操作。这种方案的优势之一是原子作为静止量子比特，适用于存储信息，而光子作为飞行量子比特，适合于传递和交换信息。而且，量子光学理论能够精确处理腔量子电动力学的问题。

然而，从量子计算的可扩展性出发，现在的传统光学腔也面临很多困难，比如其品质因数很难进一步提高，扩展多个比特需要更多的光腔，使体系变得很复杂，也无法做到集成。为此，国际上很多著名的研究小组开始将目光转移到寻找新的光学微型腔体系。现在研究最为热门的光学微腔主要有回音壁模式微腔和光子晶体缺陷微腔。以回音壁模式微腔为例，这种腔具有极高的品质因数和较小的模式体积，可以提供更强的原子光场相干强度。此外回音壁模式的微腔加工工艺是基于传统的半导体刻蚀技术，很容易集成[5,5]。目前，利用回音壁模式微腔进行量子电动力学和量子信息的研究已经成为国际上研究的一个热点。

光学微腔和光学F-P腔一样，首先要实现的是单个原子和腔模的强耦合，这涉及到如何将单个粒子放入腔中和调谐腔模如何与粒子共振这两个技术[6]。迄今这两个技术尚未获得完满解决。

目前，光学微腔的飞速发展以及微腔与量子点的结合，有可能在一块硅芯片上集成固态微腔阵列，其中每个微腔里面都有与微腔强耦合的原子(量子点等其他粒子)作为量子比特而由光波导中传输的光子构成了系统的总线。

3 当前国际国内研究趋势

近几年，美国启动了一个研究量子芯片的计划。该计划势必加快量子计算机的研究进程，并将触动国际上新一轮的激烈竞争。半导体芯片几十年来一直沿着摩尔定律发展，而单位芯片上晶体管数目越来越多，而每个晶体管的尺寸越来越小，目前已经小到一个流感病毒的大小。

同时，每个晶体管电子数目越来越少，量子效应越来越明显，按照传统模式，人们将到达控制电子的物理极限。当每个晶体管缩小到只容纳一个电子，即单电子晶体管(量子点)，其中的电子必然满足量子力学的物理规律，因此芯片的可持续发展必然依赖于新一代基于量子力学的计算芯片。

量子计算是芯片突破现有半导体微电子技术物理极限的必然产物，将成为后摩尔时代具有标志性的新技术和未来信息技术的战略制高点。美国前总统布什于2006年1月31日的国情咨文中宣布了“美国竞争力计划”，在这项富有进取心的长期计划中，第四条举措即为“突破技术障碍，实现量子信息处理技术的实际应用”。2009年，由美国总统科技顾问牵头的美国科学技术委员会发布了关于量子信息科学的联邦报告，呼吁国家安全局、DARPA、NSF、NIST、Los Alamos和Sandia国家实验室等多个军事机构一起协调开展量子计算的研究。

基于量子芯片在下一代产业和国家安全等方面的重要性，美国DARPA负责人Tether博士在向美国众议院军事委员会做报告时，将半导体量子芯片科技列为未来9大战略研究计划的第二位，并仿照当年曼哈顿工程制造原子弹的成功先例，投巨资启动“mini-Manhattan project”(微型曼哈顿计划)，集中了包括Intel、IBM公司等半导体界巨头以及哈佛大学、普林斯顿大学、Sandia国家实验室等著名研究机构，在国家层面上组织各部门跨学科统筹攻关，以期占领未来量子计算技术的战略制高点。

众所周知，DARPA常常提出意义十分重大，但极富风险和挑战性的项目。这些看似不可能的计划，一旦突破将产生巨大的效果，会大大增强美国的战略竞争能力，例如因特网、卫星定位系统、隐形飞机等就是其成功的例子。现在他们将目光聚焦到量子芯片的研制上，待在量子计算技术的战略竞争中抢占制高点。

日本和欧共体在美国微型曼哈顿计划的刺激下也紧跟其后启动类似计划，引发了新一轮关于量子计算技术的国际竞争。

虽然中国是世界上电子计算机生产制造大国，也涌现了像神威、银河、曙光这样的超级计算机。但纵观我国的微电子发展状况，国产半导体芯片无论在性能上，还是数量、品种上都远远不能满足需要，计算机芯片依然主要依赖进口。

新一轮国际战略竞争的焦点是“量子芯片”，这是我国改变目前在微电子工业受制于人的被动局面的新机遇。我们不能再重蹈没有核“芯”技术的旧辙，应当在起跑线上采取有力措施，参与这场关系到国家重大利益的激烈竞争。我国“中长期科技发展纲要”将“量子调控”列入重大基础研究计划，这是富有前瞻性的战略布局，这个计划的实施有力推动了量子信息这个新兴高技术在我国的发展。近几年来，我国在量子密码技术、多光子纠缠等方面取得重要进展。

尽管不断地取得研究进展，但鉴于基础研究较弱，我国在国际主流方向上做出原创性的成果还很少，总体水平明显落后于西方强国，特别是在量子计算机这个学科主流方向上，差距正日益增大。当前美国启动的“微型曼哈顿计划”对我国是个严峻挑战。因此，在保持“量子调控”重大专项的基础上，迫切需要另一个类似于“微型曼哈顿计划”，有一定冒险性的专项计划，组织国内精锐研究队伍，提供足够强大的支撑，加强相关的基础建设，实实在在去寻求突破，在下一代量子芯片的国际竞争中抢占战略制高点。

摘要：量子计算机是一种新型的运算工具,它具有强大的并行处理数据的能力,可解决现有计算机难以运算的数学问题,因此,它成为世界各国战略竞争的焦点。本文综述了量子计算机目前的发展状况和可扩展、可容错的量子计算机物理体系的实验研究进展,并分析了美国最近启动研制量子芯片的微型曼哈顿计划对我国构成的严峻挑战。

关键词：量子信息,量子计算机,量子芯片

参考文献

[1]周正威,涂涛,龚明,等.量子计算的进展和展望[J].物理学进展,2009,29(3):127-165.

[2]贾锐,宋志宏,秦传锋.基于案例的新型舰船备件需求量的预测模型[J].船海工程,2006,(2):70-72.

[3]张镇九等.量子计算中的因子分解[J].物理,2000,9.

[4]苏晓琴,郭光灿.量子通信与量子计算[J].量子电子学报,2004,(3):43-45.

[5]周熠,高峰.量子计算机研究进展[J].衡阳师范学院学报,2006,(6):135-137.

8.量子计算机竞赛 篇八

量子计算机虽然理论上可行但一直以来都属于幻想中的事物，就像星际虫洞漫游、零卡路里的巧克力一样。但如今，转折点即将到来，科学家正式预言，距离全功能、可编程的量子计算机诞生只剩15-20年。这一技术不仅能让笔记本电脑上的微处理器小如豆粒，而且将一举击败硅谷工程师们掌控世界五十年的杰作，其运行速度的差别就如骑马与乘火箭！以量子计算机的计算速度，准确预测天气、模拟蛋白分子模型供医疗研究都不在话下。

量子计算机还可以非常简单地创造出牢不可破的加密，或者解锁任何现存的计算机安全软件。这意味着我们的世界将随之步入真正的网络战争时代。试想一下，如果一个国家拥有能轻易侵入其他国家任意网络的能力，该是多么强大的力量。因此，目前美国、英国、中国、俄罗斯、澳大利亚、荷兰等国家都已经进入这场量子计算机研发竟赛。在美国，中央情报局、国家安全局和五角大楼都在资助相关研究。

与二战时期洛斯阿拉莫斯国家实验室秘密研究原子弹不同，量子计算机研发工作并不是独立进行的。很多研究工作都由如麻省理工大学等高校作为学术研究部门，并且会发表相关论文共享信息。科技公司们也参与其间，因为量子计算机也可能成为商业界的“核武器”。IBM、谷歌和微软都在资助相关研究。如果谷歌比微软快一步成功，微软必应（Bing）搜索瞬间就烟消云散了。目前，谷歌专设了一个量子人工智能团队，与加利福尼亚大学合作研发一款具备学习能力的量子机器。

9.量子信息和计算 篇九

我公司使用的是沈阳蓝海灵豚软件技术有限公司开发的蓝海灵豚医疗器械管理软件。

蓝海灵豚医疗器械管理软件是严格按照《医疗器械监督管理条例》、《医疗器械经营监督管理办法》、《医疗器械经营质量管理规范》的认证要求，结合医疗器械行业管理的特点以及国家药监局对于医疗器械经营企业的监管要求开发而成。

系统覆盖质量控制的全过程（包括进货管理、验收管理、储存与养护管理、销售与售后服务管理等），全面准确记录医疗器械的购进、入库验收、库存、销售、出库复核等信息，可按批号、生产日期、灭菌批号等，对产品的购入、销售、库存信息进行跟踪查询，并能及时查询该批商品的供货单位及购货单位的相关信息，为医疗器械经营企业的 GSP 管理工作提供了全程支持。

蓝海灵豚医疗器械经营企业管理软件系统架构图

一、商品管理

系统提供完备的商品信息档案，提供商品图片管理，每个品种可以上传10张图片。为满足植入性医疗器械的管理要求，支持序列号管理，系统可跟踪GSP相关表单记录，满足对医疗器械进销存业务的追溯跟踪查询需要。

二、采购管理

采购管理主要核算企业采购商品的业务过程，可以与供应商签订相应的订单，然后在收到商品时根据订单编制采购单，并将商品办理入库手续，采购货款则可以通过采购付款系统予以支付。采购进货业务主要包括，商品询价，供应商合同、采购订单，采购退货和供应商费用等。

三、销售管理

销售管理系统主要用来处理与企业的销售活动相关的业务内容，比如与客户签订销售订单、发货、退货、收取销售货款等，而且还可以处理应收款、预收款以及现收款等往来款业务。

四、库存管理

库管理系统主要用来处理采购、销售业务以外的仓库收发业务。库存管理业务主要包括商品期初库存设置、商品入库出库验收、采购入库、仓库调拨、仓库盘点、库存报警等。

五、GSP管理

根据国家药监局的GSP管理要求规范对医药流通企业进行标准化管理，其内容主要有：首次经营品种审查、首次经营企业审查、人员健康检查、人员培训登记、设备维修登记、医疗器械商品停售通知、医疗器械商品入库验收管理、医疗器械商品出库审核管理、医疗器械商品在库养护管理、医疗器械商品退货管理、不合格医疗器械商品管理等内容。

管理职责：包括首营企业审批表、首营品种审批表、医疗器械商品检验报告书、问题改进和整改措施跟踪记录、质量管理制度执行情况检查考核等。

人员与培训：提供了记录员工的健康体检，员工培训、员工健康异常申报等功能。

设备管理：包括设备台帐信息、设备维修登记、设备保养登记、设备运行登记等。医疗器械商品购销管理：包括医疗器械商品购进记录、医疗器械商品验收记录、医疗器械商品拒收报告单、近效期医疗器械商品催销表、医疗器材验收记录、进口药品验收记录、医疗器械商品销售记录、医疗器械商品出库复核记录、进货质量评审分析报表等内容。

医疗器械品储存与养护：是指对医疗器械商品在库养护情况进行管理，包括医疗器械商品养护档案表、养护质量信息月报表、库房温湿度记录、库房巡检记录、医疗器械商品停售通知单等内容。

医疗器械商品质量管理：对医疗器械商品质量状况进行全方位跟踪管理，包括医疗器械商品质量档案、不合格医疗器械商品记录、不合格医疗器械商品报损审批、报损医疗器械商品销毁单、不合格医疗器械商品退回审批表、医疗器械商品质量复查通知单、医疗器械商品质量审核报告等内容。

售后服务：包括售后医疗器械商品质量问题追踪表、药品不良反应报告表、医疗器械不良事件报告表、医疗器械质量跟踪记录、医疗器械商品用户投诉记录、医疗器械商品回收记录、医疗器械商品售后服务记录内容。

召回管理：针对药监部门对医疗器械的管理要求，对医疗器械产品某一类别、型号或者批次在上市销售过程中存在缺陷时收回处理过程的跟踪管理。包括医疗器械召回事件报告表、召回计划实施情况报告等，详细地记载了器械产品的召回处理过程。

六、财务管理

财务管理用于管理客户和供应商（客户）之间因业务产生的账款，提供采购付款、销售收款和往来分析功能，系统通过采购付款单和销售收款单，实现对供货商和客户的往来账款按单进行结算，同时支持对一笔单据进行多次账款结算；还可以设置客户的信用额度，当客户欠款额达到信用额度时系统会自动报警提示，并提示是否与该客户继续交易。

七、账表查询

是对公司经营过程中所发生的日常业务的汇总和统计。包括：进销存分析报表、销售排行报表、销售分析报表、毛利分析报表，库存分析报表等。

10.量子信息和计算 篇十

中国网 china.com.cn时间： 2011-10-11

美国海岸警卫队的装备现代化计划尽管饱受费用上涨、项目延迟和预算不足的困扰，但在采办部门的努力下，仍然有大量的新装备列装海岸警卫队。

过去一年中，海岸警卫队的现代化和重投资计划取得了多项重要的阶段性进展，其中包括：第三艘“传奇（Legend）”级国家安全巡防舰“斯特顿（Stratton）”号7月份完成了建造商试航；第一艘“哨兵”级快速反应巡逻船“伯纳德 C 韦伯（Bernard C.Webber）”号4月份下水；营救21和航空计划也向部队了交付关键的装备。

海岸警卫队司令罗伯特 J 帕普（Robert J.Papp）上将对《海上力量》说：“我们老旧和磨损的飞机、巡逻舰和巡逻艇都需要更新换代，我们有多个需求度高的采购计划正在稳步推进当中。”

尽管如此，美国海岸警卫队以前“深水”现代化计划最初存在的问题仍然没有完全解决。海岸警卫队在2007年收回了“深水”计划的控制权。采办部门管理着22个计划，其中15个就来自于原来的“深水”现代化计划。

2010年5月，海岸警卫队25年重投资计划的预估费用从240亿美元上涨到274亿美元，可能还会更高。目前的费用还不包括该计划中近海巡逻船（OPC Offshore Patrol Cutter）或者无人航空系统的费用。最初的方案中，近海巡逻船将于今年得到预算。尽管海军警卫队2008年的时候就希望可以装备1架无人机，但到现在仍然是空白。海岸警卫队已经就航空计划同海关和边境保护局和美国海军开展了合作，加强对装备无人机的可行性研究。目前海关和边境保护总局有陆基的通用原子“捕食者（Predator）”或者“卫兵（Guardian）”计划，海军有舰载的“火力侦察兵”无人机计划。

海岸警卫队透露，本来第一艘快速反应巡逻船有望于春季交付的，但目前已经推迟到了今年年底。延迟的主要原因是海岸警卫队决定对一些地方进行安全的修改，从而确保巡逻船在海上以特定的速度和角度航行中承受住一定的压力，确保该级巡逻船在20年的服役寿命内都能保持较好的状态。海岸警卫队表此次延迟不会导致费用超支。

在位于路易斯安那州锁港的柏林格尔造船厂交付第一艘快速反应巡逻船之后，海岸警卫队有望每个季度接收1艘该型巡逻船。柏林格尔造船厂正在建造8艘快速反应巡逻船，可能建造的数量达到34艘。

快速反应巡逻船项目副主管伊安格鲁瑟尔（Ian Grunther）说：“海岸警卫队希望通过调整合同来对快速反应巡逻船的主甲板和二号甲板进行一些结构的改装，这将使第一艘和后续巡逻船的交付都延迟。这样做的影响正在评估当中，但是最初的巡逻船将于今年年底交付。后续巡逻船的交付日期将根据第一t艘的交付日期来确定。”

最初的架构中，“深水”计划的首要系统整合者是“综合海岸警卫队系统”（ICGS Integrated Coast Guard System）团队。这是由诺思罗普 格鲁曼公司和洛克希德马丁公司组成的联合团队。但是一开始这个计划就没有运行好，出现了进度延迟、费用超支的一系列问题。更严重的是，海岸警卫队原计划将110英尺巡逻船改装成123英尺巡逻船，但是在8艘交付之后，出现了不适合航海的情况与结论，海岸警卫队不得不放弃了这个计划。因此2007年中海岸警卫队收回了控制权，1月份海岸警卫队与“综合海岸警卫队系统”团队的合同到期，海岸警卫队并未续签。

在国会议员们看来，这个计划管理的调整并未完全消除原有的问题。

新泽西州共和党众议员弗兰克劳比昂多（Frank LoBiondo）4月13日在众议院运输和基础设施小组委员会有关海岸警卫队和海事运输的听证会（审查海岸警卫队主要采购项目的运

行状态）上说：“尽管一些按期交付的新装备增加了一些能力，但是这个采购计划的问题依然存在，我们仍然没有实现应有的目标。这个计划的费用仍然超支，进度落后几年之久。此外，新装备能否按期以预期的能力交付仍然有很大疑问。”

6月7日，美国国会研究处发布了一份报告《海岸警卫队“深水”采购计划：背景、监督议题以及国会选择》。该报告指出：“海岸警卫队对‘深水’采购计划的管理，包括执行政府审计局提出的建议，仍然是国会要持续监督的事务。其它的监督事务还包括‘深水’采购计划的费用增长。”

不过海岸警卫队坚称这个现代化计划正在正确的方向上稳步迈进。

最实存在问题的国家安全巡防舰计划就是一个例子。目前该级舰已经有2艘“伯瑟夫”号和“维希”号已经服役。第三艘“斯特顿”号已经完成了91%的建造工作，计划于今年秋季交付。第四艘“汉密尔顿”号的建造工作也已经开始，第五艘则正在进行长期材料的采购工作。

帕普上将说：“如果要我挑出一个绝对重要的采购项目，那么它将是国家安全巡防舰，我们老旧的高续航力巡逻舰已经到了该退役的时候了，它们的安全性和任务经济性都已经无法满足海岸警卫队的需要。”

根据最初的现代化计划，海岸警卫队估计每艘国家安全巡防舰的费用将是4.25亿美元。但是解决了一些系列结构和电子设计方面的问题后，“伯瑟夫”号的最终费用达到了7.01亿美元。“维希”号和“斯特顿”号的费用将分别达到5.28亿美元和5.51亿美元。海岸警卫队官员表示，每艘巡防舰的费用将会因为经济环境、商品价格和劳动力市场价格的波动而有所不同。

海岸警卫队表示，“汉密尔顿”号的总体采购费用估计将是6.9亿美元，第五艘国家安全巡防舰的费用也差不多。这两艘舰都是根据固定价格+激励的合同来采购的，是首批不是由“综合海岸警卫队系统”团队负责签署的合同。它们的价格之所以要高出许多，是因为合同风险都是由造船企业来承担的。这些舰船正在密西西比州的帕斯卡古拉由亨廷顿英格尔工业（Huntington Ingalls Industries）建造，这是一家3月份从诺思罗普 格鲁曼造船厂剥离的造船厂。

海岸警卫队将继续从马里奈特缅因/ Kvichak海事工业组成的企业团队手中接收中型反应艇（Response Boats-Medium）。截止目前该型艇已经接收了61艘，明年预期接收30艘以上。在航空现代化计划方面，海岸警卫队的22架HC-130H远程监视飞机已经进行了升级，加装了经过改进的SELEX雷达系统。项目管者里克塞茨（Rick Seitz）透露，海岸警卫队还在为这种飞机发展新的电子航空设备，包括航空电子显示器、一体化飞行管理系统以及一体化通信系统。

海岸警卫队还有望在2013财年或者2014财年列装另外2架HC-130J飞机。美国海军最初通过《2010年补充拨款法案（Supplemental Appropriations Act of 2010）》为该项目提借1.74亿美元的预算。不过后来这项预算最终拨给了空军，由空军负责为海岸警卫队采购这些飞机。塞茨表示，一些这些飞机交付，它们将装备和现有的6架HC-130J飞机一样的任务包，包括搜索雷达、传感器和一套新的通信组合。

去年，海岸警卫队接收了2架新的HC-144A“海洋哨兵”海上巡逻机；与位于弗吉尼亚州阿灵顿的EADS北美公司签署了总额为1.17亿美元另外3艘该型飞机的采购合同（未来4年该型机可能采购6架以上）；接收了9套任务系统托盘（Mission System Pallets）。

HC-144A“海洋哨兵”海上巡逻机计划的项目主管罗恩 麦金泰尔（Ron McIntire）透露，截止目前该型机已经交付了11架。海岸警卫队计划采购36架该型飞机。它正在取代海岸警卫队中老旧的HU-25“猎鹰”喷气式飞机，并在去年墨西哥湾发生的“深水地平线”石油泄漏事件中发挥了重要作用。

海岸警卫队还在继续H-65“海豚”直升机的改装和维持计划，最终目标是升级95架H-65直升机，使它们可以服役到2025年，同时采购7架新的直升机。经过改装的MH-65C/D“海豚”直升机用先进的技术替换了过时的部件，装备了新的先进的指挥、控制、通信、计算机、情报、监视与侦察设备以及其它的新装备。

这个计划的项目副主管凯文威尔森（Kevin Wilson）表示，这个计划被分成为6段（所谓的“不连续的段”），一段接着一段实施。去年该计划进行的第3段的生产工作，并已经从国土安全部那里获得了开始第4段工作的许可。

第3段应该于2012财年年中结束。威尔森表示海岸警卫队正在实施第6段的初步设计工作，确保一切按照进度进行，并控制好费用。

改装老旧HH-60J直升机成MH-60T直升机的工作仍在继续，截止目前海岸警卫队已经接收了20架MH-60T“坚鹰”直升机。6月份，最新的一架直升机交付给了阿拉斯加州的科迪亚克航空站。这个计划的目标是将现役所有42架HH-60J直升机都改装到MH-60T直升机的配置，包括新的传感器、营救吊挂设备、经过改进的导航和夜视设备，并分为4段来进行。在指挥、控制、通信、计算机、情报、监视与侦察方面，第二艘国家安全巡防舰“维希”号已经安装了新的C4I装备，包括来自美国海军的最新型全球指挥控制系统软件，可以跟踪重要的海上目标，并获得敏感分隔式信息设施（SCIF Sensitive Compartmented Information Facility）。

C4ISR采购计划的主管约翰伍德（John Wood）上校表示，敏感分隔式信息设施将使巡逻船能够获取其自身传感器作用距离之外的海上舰船的信息。通过增加的外部通信设备，巡逻船还可以和海岸警卫队、国土安全和国防部其它的平台进行信息的共享。