【原创】量子计算机神通广大  

文/简浩

量子计算机是世界发达国家竞相优先开发的突破性、革命性的尖端科研项目，是新材料、新工艺、新装备、成果集成、交叉学科和复杂精密的科技前沿系统工程。量子计算机与普通电子计算机不同之处就是“量子”二字，计算机的功能相差不是很多，差距巨大的是计算机的性能。量子计算机将在未来的军事领域、信息领域、通信领域、航空航天、云计算、大数据和太赫兹通讯等领域大显神通，显示出梦幻般、不可估量的应用前景。

量子，是微观物质世界基本粒子运动的最小单位，揭示的是微观物质世界的基本运动规律，是现代物理学两大理论支柱之一。量子计算机是利用微观物质最小运动量的可控有序能量传输进行逻辑运算。开发量子计算机的思路、想象、架构，不受印象、框框、权威、书本的制约，抓住核心，总体部署，驾驭全局，让你超凡的想象飞向目标！

       量子计算机具有惊人的速度、超凡的云计算能力，能够轻而易举破解所有的加密编码信息，比如，破解无线电电报4～12位密码、卫星上行下行加密数字信息、银行6～12位密码库；通过GPS卫星定位、无线电跟踪网络、信息库和通信网络，能够轻而易举快速从海量信息中锁定跟踪某一个人的声音在地球上的精确坐标（声纹）、能够轻而易举快速从海量信息中锁定跟踪某一军舰或军用飞机在地球上的精确坐标（信纹），他们的定位精度可达≤0.1米。可见，量子计算机神通广大的魅力多么诱人。

    因此，美国军方正在默默无闻、紧锣密鼓、不惜代价的由产、学、研、军组成“魔鬼团队”研发量子计算机。开发量子计算机的核心关键技术是“量子微处理器”等量子硬件。

研究显示，目前，世界研发量子计算机的量子微处理器的开发途径、引人入胜的探索和研发进展，大概有以下五个方面：

1,原子间单量子能量交换法：在两个分隔的带电原子（离子）之间建立直接运动耦合，实现原子之间的单量子能量交换，简化了信息处理过程，可用于量子计算机、模拟技术和量子网络中。比如，让两个铍离子在电磁势阱中震荡进行能量交换，交换过程中是以最小能量单位即量子来进行，离子被耦合在一起，用电极电压来调整两个离子的耦合频率，具有两个电子的特征频率，量子交换还可利用离子和光子或光子和比特之间作量子转换器，节省了大量繁杂的逻辑运算。

2, 量子点成对光子法：用激光照射量子点，获得成对的光子。量子点是准零维的纳米材料，由少量的原子构成，单个原子很难被“锁定”，而量子点就容易被集成到半导体芯片中，砷化铟中的量子点大约有一万个原子组成，用激光照射用以提高电子的能量状态，能量便以成对光子的形式释放，成对光子能够很好的应用到量子计算机，可将量子点与激光器集成在一个芯片中。

3,柔软量子点光电法：量子点由一些肉眼无法看到的极其微小的半导体纳米晶体构成，压在柔软的薄膜基片上，晶体的颗粒直径不足5纳米，每平方厘米可以分布3万亿个量子点，当晶体受到电刺激时就会发出成对光子，可以应用到量子计算机。

4,光子回路法：表面等离激元（SPPs）在金属表面的一种自由电子和光子相互作用形成的电磁模，称为能够实现导线传输光子的信息载体，实现SPPs定向耦合、产生、传输、调控、互联与探测，有望由光子芯片取代电子芯片向前迈出一大步。

5, 全光晶体管法：使用一束光脉冲控制另一束，信号脉冲就会和控制脉冲发生能量交换，形成完全由光控制的光路，用光子取代电子传导光，克服光的级联能力和扇出难题，实现转换路线的光子级联由光子晶体管取代电子晶体管。

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