量子計(jì)算技術(shù)可應(yīng)用的領(lǐng)域包括
量子計(jì)算技術(shù)可應(yīng)用的領(lǐng)域包括
量子計(jì)算 ，量子計(jì)算機(jī)就是遵循量子力學(xué)規(guī)律，基于上述原理進(jìn)行信息處理的一類物理裝置。與經(jīng)典計(jì)算相比，量子計(jì)算具有并行計(jì)算能力更強(qiáng)和能耗更低兩大主要特點(diǎn)。
量子通信 ，量子計(jì)算是以量子比特為基本單元，通過(guò)量子態(tài)的受控演化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一類計(jì)算技術(shù)，具有經(jīng)典計(jì)算無(wú)法比擬的巨大信息攜帶和超強(qiáng)并行處理能力。
3.量子芯片即為量子計(jì)算機(jī)的物理實(shí)現(xiàn)與硬件系統(tǒng)。量子算法即為便于控制并使用通用量子計(jì)算機(jī)，而利用量子計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言作為人與量子計(jì)算機(jī)之間傳遞信息的媒介。
4.現(xiàn)有量子算法一般固化于專用量子計(jì)算設(shè)備中，雖然量子計(jì)算各種物理實(shí)現(xiàn)的原理性驗(yàn)證發(fā)展迅速，但國(guó)際上公認(rèn)短期內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)量子通用計(jì)算機(jī)。
量子技術(shù)都有哪些應(yīng)用
量子信息科學(xué)（QIS）基于獨(dú)特的量子現(xiàn)象，如疊加、糾纏、壓縮等，以經(jīng)典理論無(wú)法實(shí)現(xiàn)的方式來(lái)獲取和處理信息，技術(shù)應(yīng)用包括量子傳感與計(jì)量、量子通信、量子模擬及量子計(jì)算等方面，它將在傳感與測(cè)量、通信、仿真、高性能計(jì)算等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景，并有望在物理、化學(xué)、生物與材料科學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)突破，未來(lái)可能**包括人工智能領(lǐng)域在內(nèi)的眾多科學(xué)領(lǐng)域。
一、傳感與計(jì)量領(lǐng)域
利用糾纏現(xiàn)象，可將不同的量子系統(tǒng)彼此相連，對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量會(huì)影響另一個(gè)系統(tǒng)的結(jié)果——即使這些系統(tǒng)在物理上是分開的。
兩個(gè)量子系統(tǒng)處于略有不同的環(huán)境中，可通過(guò)彼此干涉提供有關(guān)環(huán)境的信息，從理論上講，這種原子干涉儀提供的感知性能要比傳統(tǒng)技術(shù)高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
原子干涉儀除用于慣導(dǎo)外，還可改裝為重力儀，以及用于地球系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、礦物質(zhì)**定位等。量子授時(shí)裝置，如美國(guó)**標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）研制的量子邏輯鐘，是目前世界上精度**的授時(shí)裝置之一。光子源及單光子探測(cè)技術(shù)可提高光敏探測(cè)器的校準(zhǔn)精度，用于微量元素的探測(cè)。
二、量子加密通信
傳統(tǒng)加密技術(shù)使用密鑰：發(fā)送方使用一個(gè)密鑰對(duì)信息進(jìn)行編碼，接收方使用另一個(gè)密鑰對(duì)信息進(jìn)行解碼，但這樣的密鑰有可能被泄露，從而不可避免地遭到**。
不過(guò)，信息可以通過(guò)量子密鑰分布（QKD）進(jìn)行加密。在QKD中，關(guān)于密鑰的信息通過(guò)隨機(jī)偏振的光子發(fā)送，這限制了光子，使其僅在一個(gè)平面中振動(dòng)。如果此時(shí)**者測(cè)量信息，量子狀態(tài)就會(huì)坍塌！只有擁有確切量子密鑰的人，才能夠解密信息。
量子通信還可能應(yīng)用于虛擬貨幣防偽和量子指紋鑒定等等。未來(lái)，量子**將連接分布式量子傳感器，用于全球的**監(jiān)測(cè)。
而在5年百科—10年內(nèi)，有望開發(fā)出可靠的光子源及相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子信息傳輸，并推動(dòng)量子處理器之間數(shù)據(jù)共享協(xié)議的相關(guān)理論研究。
三、量子模擬
量子模擬器使用易操控的量子系統(tǒng)，來(lái)研究其他難以直接研究的量子系統(tǒng)屬性。對(duì)化學(xué)反應(yīng)和材料進(jìn)行建模是量子模擬最有可能的一個(gè)應(yīng)用。研
究者可以在計(jì)算機(jī)中研究數(shù)百萬(wàn)美元的候選材料，而無(wú)需再花費(fèi)數(shù)年、投入數(shù)億美元，卻只能制造和定性少量材料。
不管目標(biāo)是更強(qiáng)的飛機(jī)用高分子材料、更有效的車用觸媒轉(zhuǎn)化器、更好的太陽(yáng)能電池材料和醫(yī)學(xué)品，還是更透氣的纖維等，開發(fā)環(huán)節(jié)加快將會(huì)帶來(lái)巨大價(jià)值。
基于不同技術(shù)的量子模擬器原型已在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境得到了驗(yàn)證。
四、量子計(jì)算
量子計(jì)算是通過(guò)疊加原理和量子糾纏等次原子粒子的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的編碼和操縱。在過(guò)去的幾十年里，量子計(jì)算只存在于理論上，但近些年的研究已經(jīng)開始出現(xiàn)有意義的結(jié)果，開發(fā)并驗(yàn)證了多種量子算法，研制出了量子計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)原型機(jī)，未來(lái)的5年—15年里，我們很有可能制造出一款有實(shí)用意義的量子計(jì)算機(jī)。
量子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)將給氣候模擬、*物研究、材料科學(xué)等其他科研領(lǐng)域帶來(lái)巨大的進(jìn)步。不過(guò)，最令人期待的還是量子密碼學(xué)。一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)將可以破解目前所有的加密方式，而量子加密也將真正無(wú)懈可擊。
量子計(jì)算機(jī)可以應(yīng)用在什么地方
首先量子計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)不象傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)那樣分步進(jìn)行，而是同時(shí)完成，這樣就節(jié)省了不少時(shí)間，適于大規(guī)模的數(shù)據(jù)計(jì)算。能不能取代超算有點(diǎn)期待。
量子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世還可解決一個(gè)一直困擾傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的難題，那就是微型化和集成化。
這只是理論上預(yù)估，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)量子摩爾定律有待考慮。從另外一個(gè)方面說(shuō)明傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)明顯。**量子計(jì)算機(jī)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是，系統(tǒng)的某部分發(fā)生故障時(shí)，輸入的原始數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)繞過(guò)，進(jìn)入系統(tǒng)的正確部分進(jìn)行正常運(yùn)算，運(yùn)算能力相當(dāng)于1000億個(gè)奔騰處理器，運(yùn)算速度比現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)快100倍。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在有計(jì)算過(guò)剩和產(chǎn)業(yè)升級(jí)慣性的問(wèn)題。
所以量子計(jì)算的優(yōu)勢(shì)也是保持量子計(jì)算高端優(yōu)勢(shì)。能否像微型機(jī)計(jì)算機(jī)大范圍普及有待考慮。
