對(duì)量子計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)精選(九篇)

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第1篇：對(duì)量子計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)范文

1.架構(gòu)方面：計(jì)算機(jī)正想著網(wǎng)格化的方向發(fā)展。網(wǎng)格計(jì)算的特點(diǎn)在于能夠都部分資源進(jìn)行良好的集成以及協(xié)同，在更高的層次上對(duì)信息進(jìn)行了運(yùn)用，對(duì)于當(dāng)前存在的信息孤島問(wèn)題也能夠加以解決。

2.環(huán)?；河?jì)算機(jī)性能的提高也將產(chǎn)生更多的能耗，無(wú)論是生產(chǎn)還是生活中，大量的使用計(jì)算機(jī)必定會(huì)損耗更多的電量。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在不久的將來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)將會(huì)向環(huán)保型發(fā)展，通過(guò)提高計(jì)算機(jī)的效率減少能耗。例如，使用量子技術(shù)和光子技術(shù)代替原來(lái)的硅架構(gòu)。

3.軟件生產(chǎn)構(gòu)件化：計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域是十分廣泛的，為了適計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展解決供需矛盾，計(jì)算機(jī)軟件生產(chǎn)也要實(shí)現(xiàn)構(gòu)件化。目前，對(duì)軟件生產(chǎn)的重點(diǎn)是其可生產(chǎn)性和并行處理，在軟件開(kāi)發(fā)的問(wèn)題上也將會(huì)以更高的水平對(duì)其進(jìn)行解決。

4.智能化：在今后，計(jì)算機(jī)技術(shù)將會(huì)有更多的新技術(shù)出現(xiàn)。例如，第五代計(jì)算機(jī)技術(shù)，這種技術(shù)具備聯(lián)想、判斷和學(xué)習(xí)等智能化的功能。能夠使得人從枯燥的信息處理中走出來(lái)，使得人們的學(xué)習(xí)和生活得到變革，人類的生活空間也將得到拓展。

二、計(jì)算機(jī)種類發(fā)展趨勢(shì)

在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，新型計(jì)算機(jī)也將層出不窮，而且是愈加的完善和高性能化。

1.量子計(jì)算機(jī)：量子計(jì)算機(jī)是以量子力學(xué)為基礎(chǔ)進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算的新型計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于其能夠?qū)α孔有畔⑦M(jìn)行計(jì)算和處理，當(dāng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行量子算法時(shí)我們可以稱之為量子計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中使用量子技術(shù)是一項(xiàng)新的研究，而量子計(jì)算機(jī)與當(dāng)前的計(jì)算機(jī)相比較而言，其存儲(chǔ)空間是巨大的，而且在進(jìn)行計(jì)算時(shí)其速度也是當(dāng)前計(jì)算機(jī)無(wú)法比擬的。對(duì)于量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，初步預(yù)測(cè)在2030年能夠?qū)崿F(xiàn)，以當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的速度和趨勢(shì)來(lái)看，實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的使用的時(shí)代將很快到來(lái)。

2.分子計(jì)算機(jī)：分子生物計(jì)算機(jī)是指通過(guò)分子來(lái)處理信息的計(jì)算機(jī)。這種計(jì)算機(jī)主要是通過(guò)分子晶體運(yùn)行的，其優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)了高效的組織排列，而且體積小，速度快，存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)等。在不久的將來(lái)，當(dāng)分子技術(shù)在不斷的發(fā)展的時(shí)候分子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)也指日可待。

3.生物計(jì)算機(jī)：所謂生物計(jì)算機(jī)就是指通過(guò)生物芯片集成晶體管而制成的計(jì)算機(jī)。生物計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于，耗能低，運(yùn)算的速度很快且其存儲(chǔ)空間巨大。不過(guò)，這種計(jì)算機(jī)也存在一定的缺陷，譬如從生物計(jì)算機(jī)中提取信息比較困難，因而生物計(jì)算機(jī)要得到發(fā)展以目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)條件還無(wú)法得到廣泛的應(yīng)用。不過(guò)在未來(lái)計(jì)算機(jī)發(fā)展下，其缺陷會(huì)得到解決，其前景也將會(huì)是良好的。

4.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)：該計(jì)算機(jī)是通過(guò)模仿人的大腦神經(jīng)脈絡(luò)制成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)加以運(yùn)行的新型計(jì)算機(jī)。和人腦運(yùn)行的速度相比，電腦功能是無(wú)法達(dá)到的，在這個(gè)基礎(chǔ)上神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)被視為巨大的機(jī)器，其要處理很多繁雜的信息。因而，在此過(guò)程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)可以在判斷和處理信息時(shí)得出結(jié)果。其內(nèi)部的信息組要是在神經(jīng)元的網(wǎng)絡(luò)中被存儲(chǔ)，而一旦神經(jīng)元結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，該計(jì)算機(jī)還能夠?qū)υ瓉?lái)存儲(chǔ)的信息進(jìn)行備份，確保這些信息不丟失。

三、計(jì)算機(jī)技術(shù)未來(lái)發(fā)展的建議

1.做好技術(shù)革新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使人們對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)改進(jìn)有了更高的關(guān)注。在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，為了更好地推進(jìn)其發(fā)展就會(huì)做好創(chuàng)建計(jì)算機(jī)技術(shù)的相關(guān)措施，對(duì)在其發(fā)展中有可能面臨的問(wèn)題做出相應(yīng)的處理。而要做好這點(diǎn)首先要對(duì)其進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)施形成系統(tǒng)的了解，在開(kāi)發(fā)新技術(shù)時(shí)也要遵循自然以及經(jīng)濟(jì)的規(guī)律，體現(xiàn)其科學(xué)性和實(shí)效性等等。兼顧這些在計(jì)算機(jī)技術(shù)改進(jìn)和發(fā)展中才能更加的完善，為人所用。

2.增強(qiáng)計(jì)算機(jī)研發(fā)人員的培訓(xùn)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵在于有一批具備高素質(zhì)和高技能的技術(shù)研發(fā)人員，要想計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展能夠得到保障就要依賴于這些研發(fā)人員在掌握技術(shù)要領(lǐng)和工作規(guī)范的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作。同時(shí)，提高研發(fā)人員的責(zé)任意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，擁有責(zé)任意識(shí)的員工能夠確保計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展得到重視，而創(chuàng)新意識(shí)則是推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)革新的動(dòng)力。在生產(chǎn)和生活中計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)揮了很大的作用，要使得生活水平得到進(jìn)一步的提高，就要能夠確保計(jì)算機(jī)技術(shù)更為完善和順利的發(fā)展。

3.加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)研究的鼓勵(lì)我國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)研發(fā)工作同發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存有差距。為了促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)應(yīng)該加大對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)研發(fā)的保護(hù)，鼓勵(lì)相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，并對(duì)有突出貢獻(xiàn)者提供獎(jiǎng)勵(lì)。

第2篇：對(duì)量子計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)范文

未來(lái)的計(jì)算機(jī)技術(shù)將向超高速、超小型、平行處理、智能化的方向發(fā)展。盡管受到物理極限的約束，采用硅芯片的計(jì)算機(jī)的核心部件CPU的性能還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。作為Moore定律驅(qū)動(dòng)下成功企業(yè)的典范Inter預(yù)計(jì)2001年推出1億個(gè)晶體管的微處理器，并預(yù)計(jì)在2010年推出集成10億個(gè)晶體管的微處理器，其性能為10萬(wàn)MIPS（1000億條指令／秒）。而每秒100萬(wàn)億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)將出現(xiàn)在本世紀(jì)初出現(xiàn)。超高速計(jì)算機(jī)將采用平行處理技術(shù)，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同時(shí)執(zhí)行多條指令或同時(shí)對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這是改進(jìn)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、提高計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的關(guān)鍵技術(shù)。

同時(shí)計(jì)算機(jī)將具備更多的智能成分，它將具有多種感知能力、一定的思考與判斷能力及一定的自然語(yǔ)言能力。除了提供自然的輸入手段（如語(yǔ)音輸入、手寫(xiě)輸入）外，讓人能產(chǎn)生身臨其境感覺(jué)的各種交互設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是這一領(lǐng)域發(fā)展的集中體現(xiàn)。

傳統(tǒng)的磁存儲(chǔ)、光盤(pán)存儲(chǔ)容量繼續(xù)攀升，新的海量存儲(chǔ)技術(shù)趨于成熟，新型的存儲(chǔ)器每立方厘米存儲(chǔ)容量可達(dá)10TB（以一本書(shū)30萬(wàn)字計(jì)，它可存儲(chǔ)約1500萬(wàn)本書(shū)）。信息的永久存儲(chǔ)也將成為現(xiàn)實(shí)，千年存儲(chǔ)器正在研制中，這樣的存儲(chǔ)器可以抗干擾、抗高溫、防震、防水、防腐蝕。如是，今日的大量文獻(xiàn)可以原汁原味保存、并流芳百世。

新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)

硅芯片技術(shù)的高速發(fā)展同時(shí)也意味著硅技術(shù)越來(lái)越近其物理極限，為此，世界各國(guó)的研究人員正在加緊研究開(kāi)發(fā)新型計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)從體系結(jié)構(gòu)的變革到器件與技術(shù)革命都要產(chǎn)生一次量的乃至質(zhì)的飛躍。新型的量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)等將會(huì)在21世紀(jì)走進(jìn)我們的生活，遍布各個(gè)領(lǐng)域。

量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)是基于量子效應(yīng)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來(lái)表示開(kāi)與關(guān)的狀態(tài)，利用激光脈沖來(lái)改變分子的狀態(tài)，使信息沿著聚合物移動(dòng)，從而進(jìn)行運(yùn)算。

量子計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)用量子位存儲(chǔ)。由于量子疊加效應(yīng)，一個(gè)量子位可以是0或1，也可以既存儲(chǔ)0又存儲(chǔ)1。因此一個(gè)量子位可以存儲(chǔ)2個(gè)數(shù)據(jù)，同樣數(shù)量的存儲(chǔ)位，量子計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)量比通常計(jì)算機(jī)大許多。同時(shí)量子計(jì)算機(jī)能夠?qū)嵭辛孔硬⑿杏?jì)算，其運(yùn)算速度可能比目前個(gè)人計(jì)算機(jī)的PentiumⅢ晶片快10億倍。目前正在開(kāi)發(fā)中的量子計(jì)算機(jī)有3種類型：核磁共振(NMR)量子計(jì)算機(jī)、硅基半導(dǎo)體量子計(jì)算機(jī)、離子阱量子計(jì)算機(jī)。預(yù)計(jì)2030年將普及量子計(jì)算機(jī)。

光子計(jì)算機(jī)

光子計(jì)算機(jī)即全光數(shù)字計(jì)算機(jī)，以光子代替電子，光互連代替導(dǎo)線互連，光硬件代替計(jì)算機(jī)中的電子硬件，光運(yùn)算代替電運(yùn)算。

與電子計(jì)算機(jī)相比，光計(jì)算機(jī)的“無(wú)導(dǎo)線計(jì)算機(jī)”信息傳遞平行通道密度極大。一枚直徑5分硬幣大小的棱鏡，它的通過(guò)能力超過(guò)全世界現(xiàn)有電話電纜的許多倍。光的并行、高速，天然地決定了光計(jì)算機(jī)的并行處理能力很強(qiáng)，具有超高速運(yùn)算速度。超高速電子計(jì)算機(jī)只能在低溫下工作，而光計(jì)算機(jī)在室溫下即可開(kāi)展工作。光計(jì)算機(jī)還具有與人腦相似的容錯(cuò)性。系統(tǒng)中某一元件損壞或出錯(cuò)時(shí)，并不影響最終的計(jì)算結(jié)果。

目前，世界上第一臺(tái)光計(jì)算機(jī)已由歐共體的英國(guó)、法國(guó)、比利時(shí)、德國(guó)、意大利的70多名科學(xué)家研制成功，其運(yùn)算速度比電子計(jì)算機(jī)快1000倍?？茖W(xué)家們預(yù)計(jì)，光計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步研制將成為21世紀(jì)高科技課題之一。

生物計(jì)算機(jī)（分子計(jì)算機(jī)）

生物計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過(guò)程就是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學(xué)介質(zhì)的相互作用過(guò)程。計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)由酶來(lái)充當(dāng)，而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中極其明顯地表示出來(lái)。

20世紀(jì)70年代，人們發(fā)現(xiàn)脫氧核糖核酸(DNA)處于不同狀態(tài)時(shí)可以代表信息的有或無(wú)。DNA分子中的遺傳密碼相當(dāng)于存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，DNA分子間通過(guò)生化反應(yīng)，從一種基因代瑪轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N基因代碼。反應(yīng)前的基因代碼相當(dāng)于輸入數(shù)據(jù)，反應(yīng)后的基因代碼相當(dāng)于輸出數(shù)據(jù)。如果能控制這一反應(yīng)過(guò)程，那么就可以制作成功DNA計(jì)算機(jī)。

蛋白質(zhì)分子比硅晶片上電子元件要小得多，彼此相距甚近，生物計(jì)算機(jī)完成一項(xiàng)運(yùn)算，所需的時(shí)間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬(wàn)倍。DNA分子計(jì)算機(jī)具有驚人的存貯容量，1立方米的DNA溶液，可存儲(chǔ)1萬(wàn)億億的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。DNA計(jì)算機(jī)消耗的能量非常小，只有電子計(jì)算機(jī)的十億分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白質(zhì)分子，所以生物計(jì)算機(jī)既有自我修復(fù)的功能，又可直接與生物活體相聯(lián)。預(yù)計(jì)10～20年后，DNA計(jì)算機(jī)將進(jìn)入實(shí)用階段。

納米計(jì)算機(jī)

“納米”是一個(gè)計(jì)量單位，一個(gè)納米等于10[-9]米，大約是氫原子直徑的10倍。納米技術(shù)是從80年代初迅速發(fā)展起來(lái)的新的前沿科研領(lǐng)域，最終目標(biāo)是人類按照自己的意志直接操縱單個(gè)原子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。

現(xiàn)在納米技術(shù)正從MEMS（微電子機(jī)械系統(tǒng)）起步，把傳感器、電動(dòng)機(jī)和各種處理器都放在一個(gè)硅芯片上而構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。應(yīng)用納米技術(shù)研制的計(jì)算機(jī)內(nèi)存芯片，其體積不過(guò)數(shù)百個(gè)原子大小，相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計(jì)算機(jī)不僅幾乎不需要耗費(fèi)任何能源，而且其性能要比今天的計(jì)算機(jī)強(qiáng)大許多倍。

目前，納米計(jì)算機(jī)的成功研制已有一些鼓舞人心的消息，惠普實(shí)驗(yàn)室的科研人員已開(kāi)始應(yīng)用納米技術(shù)研制芯片，一旦他們的研究獲得成功，將為其他縮微計(jì)算機(jī)元件的研制和生產(chǎn)鋪平道路。

互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)蔓延與提升

今天人們談到計(jì)算機(jī)必然地和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)，一方面孤立的未加入網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)越來(lái)越難以見(jiàn)到，另一方面計(jì)算機(jī)的概念也被網(wǎng)絡(luò)所擴(kuò)展。二十世紀(jì)九十年代興起的Internet在過(guò)去如火如荼地發(fā)展，其影響之廣、普及之快是前所未有的。從沒(méi)有一種技術(shù)能像Internet一樣，劇烈地改變著我們的學(xué)習(xí)、生活和習(xí)慣方式。全世界幾乎所有國(guó)家都有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)直接或間接地與Internet相連，使之成為一個(gè)全球范圍的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。人們可以通過(guò)Internet與世界各地的其它用戶自由地進(jìn)行通信，可從Internet中獲得各種信息。

回顧一下我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，就可以感受到互聯(lián)網(wǎng)普及之快。近三年中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(CNNIC)對(duì)我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)狀況的調(diào)查表明我國(guó)的Internet發(fā)展呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，2000年1月我國(guó)上網(wǎng)計(jì)算機(jī)數(shù)為350萬(wàn)臺(tái)，2001年的統(tǒng)計(jì)數(shù)為892萬(wàn)臺(tái)，翻一番多；2000年1月我國(guó)上網(wǎng)用戶人數(shù)890萬(wàn)；2001年1月的統(tǒng)計(jì)數(shù)為2250萬(wàn)人，接近于3倍；2000年1月CN下注冊(cè)的域名數(shù)為48575，2001年1月的統(tǒng)計(jì)數(shù)為122099個(gè)，接近于3倍；國(guó)際線路的總?cè)萘磕壳斑_(dá)2799M，8倍于2000年1月的351M。

人們已充分領(lǐng)略到網(wǎng)絡(luò)的魅力，Internet大大縮小了時(shí)空界限，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)人們可以共享計(jì)算機(jī)硬件資源、軟件資源和信息資源?！熬W(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)”的概念被事實(shí)一再證明，被世人逐步接受。

在未來(lái)10年內(nèi)，建立透明的全光網(wǎng)絡(luò)勢(shì)在必行，互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速率將提高100倍。在Internet上進(jìn)行醫(yī)療診斷、遠(yuǎn)程教學(xué)、電子商務(wù)、視頻會(huì)議、視頻圖書(shū)館等將得以普及。同時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建將成為眾多公司競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，未來(lái)我們可以通過(guò)無(wú)線接入隨時(shí)隨地連接到Internet上，進(jìn)行交流、獲取信息、觀看電視節(jié)目。

移動(dòng)計(jì)算技術(shù)與系統(tǒng)

隨著因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用、無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)的成熟以及計(jì)算機(jī)處理能力的不斷提高，新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。移動(dòng)計(jì)算正是為提高工作效率和隨時(shí)能夠交換和處理信息所提出，業(yè)已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

移動(dòng)計(jì)算包括三個(gè)要素：通信、計(jì)算和移動(dòng)。這三個(gè)方面既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。移動(dòng)計(jì)算概念提出之前，人們對(duì)它們的研究已經(jīng)很長(zhǎng)時(shí)間了，移動(dòng)計(jì)算是第一次把它們結(jié)合起來(lái)進(jìn)行研究。它們可以相互轉(zhuǎn)化，例如，通信系統(tǒng)的容量可以通過(guò)計(jì)算處理（信源壓縮，信道編碼，緩存，預(yù)?。┑玫教岣摺?/p>

移動(dòng)性可以給計(jì)算和通信帶來(lái)新的應(yīng)用，但同時(shí)也帶來(lái)了許多問(wèn)題。最大的問(wèn)題就是如何面對(duì)無(wú)線移動(dòng)環(huán)境帶來(lái)的挑戰(zhàn)。在無(wú)線移動(dòng)環(huán)境中，信號(hào)要受到各種各樣的干擾和衰落的影響，會(huì)有多徑和移動(dòng)，給信號(hào)帶來(lái)時(shí)域和頻域彌散、頻帶資源受限、較大的傳輸時(shí)延等等問(wèn)題。這樣一個(gè)環(huán)境下，引出了很多在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中未遇到的問(wèn)題。第一，信道可靠性問(wèn)題和系統(tǒng)配置問(wèn)題。有限的無(wú)線帶寬、惡劣的通信環(huán)境使各種應(yīng)用必須建立在一個(gè)不可靠的、可能斷開(kāi)的物理連接上。在移動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，移動(dòng)終端位置的移動(dòng)要求系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行配置和更新。第二，為了真正實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)中進(jìn)行各種計(jì)算，必須要對(duì)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行支持。第三，如何將現(xiàn)有的主要針對(duì)話音業(yè)務(wù)的移動(dòng)管理技術(shù)拓展到寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。第四，如何把一些在固定計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的成熟技術(shù)移植到移動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中。

第3篇：對(duì)量子計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)范文

[關(guān)鍵詞]網(wǎng)絡(luò)支付信息安全量子計(jì)算量子密碼

目前電子商務(wù)日益普及,電子貨幣、電子支票、信用卡等綜合網(wǎng)絡(luò)支付手段已經(jīng)得到普遍使用。在網(wǎng)絡(luò)支付中,隱私信息需要防止被竊取或盜用。同時(shí),訂貨和付款等信息被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手獲悉或篡改還可能喪失商機(jī)等。因此在網(wǎng)絡(luò)支付中信息均有加密要求。

一、量子計(jì)算

隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，破譯數(shù)學(xué)密碼的難度也在降低。若能對(duì)任意極大整數(shù)快速做質(zhì)數(shù)分解，就可破解目前普遍采用的RSA密碼系統(tǒng)。但是以傳統(tǒng)已知最快的方法對(duì)整數(shù)做質(zhì)數(shù)分解，其復(fù)雜度是此整數(shù)位數(shù)的指數(shù)函數(shù)。正是如此巨額的計(jì)算復(fù)雜度保障了密碼系統(tǒng)的安全。

不過(guò)隨著量子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),計(jì)算達(dá)到超高速水平。其潛在計(jì)算速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī)，如一臺(tái)具有5000個(gè)左右量子位(qubit)的量子計(jì)算機(jī)可以在30秒內(nèi)解決傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)需要100億年才能解決的問(wèn)題。量子位可代表了一個(gè)0或1,也可代表二者的結(jié)合,或是0和1之間的一種狀態(tài)。根據(jù)量子力學(xué)的基本原理,一個(gè)量子可同時(shí)有兩種狀態(tài),即一個(gè)量子可同時(shí)表示0和1。因此采用L個(gè)量子可一次同時(shí)對(duì)2L個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,從而一步完成海量計(jì)算。

這種對(duì)計(jì)算問(wèn)題的描述方法大大降低了計(jì)算復(fù)雜性，因此建立在這種能力上的量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)所無(wú)法相比的。例如一臺(tái)只有幾千量子比特的相對(duì)較小量子計(jì)算機(jī)就能破譯現(xiàn)存用來(lái)保證網(wǎng)上銀行和信用卡交易信息安全的所有公用密鑰密碼系統(tǒng)。因此，量子計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)現(xiàn)在的密碼系統(tǒng)造成極大威脅。不過(guò)，量子力學(xué)同時(shí)也提供了一個(gè)檢測(cè)信息交換是否安全的辦法，即量子密碼技術(shù)。

二、量子密碼技術(shù)的原理

從數(shù)學(xué)上講只要掌握了恰當(dāng)?shù)姆椒ㄈ魏蚊艽a都可破譯。此外，由于密碼在被竊聽(tīng)、破解時(shí)不會(huì)留下任何痕跡，用戶無(wú)法察覺(jué)，就會(huì)繼續(xù)使用同地址、密碼來(lái)存儲(chǔ)傳輸重要信息，從而造成更大損失。然而量子理論將會(huì)完全改變這一切。

自上世紀(jì)90年代以來(lái)科學(xué)家開(kāi)始了量子密碼的研究。因?yàn)椴捎昧孔用艽a技術(shù)加密的數(shù)據(jù)不可破譯，一旦有人非法獲取這些信息,使用者就會(huì)立即知道并采取措施。無(wú)論多么聰明的竊聽(tīng)者在破譯密碼時(shí)都會(huì)留下痕跡。更驚嘆的是量子密碼甚至能在被竊聽(tīng)的同時(shí)自動(dòng)改變。毫無(wú)疑問(wèn)這是一種真正安全、不可竊聽(tīng)破譯的密碼。

以往密碼學(xué)的理論基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)，而量子密碼學(xué)的理論基礎(chǔ)是量子力學(xué)，利用物理學(xué)原理來(lái)保護(hù)信息。其原理是“海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理”中所包含的一個(gè)特性，即當(dāng)有人對(duì)量子系統(tǒng)進(jìn)行偷窺時(shí)，同時(shí)也會(huì)破壞這個(gè)系統(tǒng)。在量子物理學(xué)中有一個(gè)“海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理”,如果人們開(kāi)始準(zhǔn)確了解到基本粒子動(dòng)量的變化，那么也就開(kāi)始喪失對(duì)該粒子位置變化的認(rèn)識(shí)。所以如果使用光去觀察基本粒子,照亮粒子的光(即便僅一個(gè)光子)的行為都會(huì)使之改變路線,從而無(wú)法發(fā)現(xiàn)該粒子的實(shí)際位置。從這個(gè)原理也可知，對(duì)光子來(lái)講只有對(duì)光子實(shí)施干擾才能“看見(jiàn)”光子。因此對(duì)輸運(yùn)光子線路的竊聽(tīng)會(huì)破壞原通訊線路之間的相互關(guān)系,通訊會(huì)被中斷,這實(shí)際上就是一種不同于傳統(tǒng)需要加密解密的加密技術(shù)。在傳統(tǒng)加密交換中兩個(gè)通訊對(duì)象必須事先擁有共同信息——密鑰，包含需要加密、解密的算法數(shù)據(jù)信息。而先于信息傳輸?shù)拿荑€交換正是傳統(tǒng)加密協(xié)議的弱點(diǎn)。另外,還有“單量子不可復(fù)制定理”。它是上述原理的推論,指在不知道量子狀態(tài)的情況下復(fù)制單個(gè)量子是不可能的,因?yàn)橐獜?fù)制單個(gè)量子就必須先做測(cè)量,而測(cè)量必然會(huì)改變量子狀態(tài)。根據(jù)這兩個(gè)原理,即使量子密碼不幸被電腦黑客獲取,也會(huì)因測(cè)量過(guò)程中對(duì)量子狀態(tài)的改變使得黑客只能得到一些毫無(wú)意義的數(shù)據(jù)。

量子密碼就是利用量子狀態(tài)作為信息加密、解密的密鑰，其原理就是被愛(ài)因斯坦稱為“神秘遠(yuǎn)距離活動(dòng)”的量子糾纏。它是一種量子力學(xué)現(xiàn)象，指不論兩個(gè)粒子間距離有多遠(yuǎn)，一個(gè)粒子的變化都會(huì)影響另一個(gè)粒子。因此當(dāng)使用一個(gè)特殊晶體將一個(gè)光子割裂成一對(duì)糾纏的光子后，即使相距遙遠(yuǎn)它們也是相互聯(lián)結(jié)的。只要測(cè)量出其中一個(gè)被糾纏光子的屬性，就容易推斷出其他光子的屬性。而且由這些光子產(chǎn)生的密碼只有通過(guò)特定發(fā)送器、吸收器才能閱讀。同時(shí)由于這些光子間的“神秘遠(yuǎn)距離活動(dòng)”獨(dú)一無(wú)二，只要有人要非法破譯這些密碼，就會(huì)不可避免地?cái)_亂光子的性質(zhì)。而且異動(dòng)的光子會(huì)像警鈴一樣顯示出入侵者的蹤跡，再高明的黑客對(duì)這種加密技術(shù)也將一籌莫展。

三、量子密碼技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)支付中的發(fā)展與應(yīng)用

由于量子密碼技術(shù)具有極好的市場(chǎng)前景和科學(xué)價(jià)值，故成為近年來(lái)國(guó)際學(xué)術(shù)界的一個(gè)前沿研究熱點(diǎn)，歐洲、北美和日本都進(jìn)行了大量的研究。在一些前沿領(lǐng)域量子密碼技術(shù)非常被看好，許多針對(duì)性的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行。例如美國(guó)的BBN多種技術(shù)公司正在試驗(yàn)將量子密碼引進(jìn)因特網(wǎng)，并抓緊研究名為“開(kāi)關(guān)”的設(shè)施，使用戶可在因特網(wǎng)的大量加密量子流中接收屬于自己的密碼信息。應(yīng)用在電子商務(wù)中，這種設(shè)施就可以確保在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)支付時(shí)用戶密碼等各重要信息的安全。

2007年3月國(guó)際上首個(gè)量子密碼通信網(wǎng)絡(luò)由我國(guó)科學(xué)家郭光燦在北京測(cè)試運(yùn)行成功。這是迄今為止國(guó)際公開(kāi)報(bào)道的惟一無(wú)中轉(zhuǎn)、可同時(shí)任意互通的量子密碼通信網(wǎng)絡(luò)，標(biāo)志著量子保密通信技術(shù)從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式向網(wǎng)絡(luò)化邁出了關(guān)鍵一步。2007年4月日本的研究小組利用商業(yè)光纖線路成功完成了量子密碼傳輸?shù)尿?yàn)證實(shí)驗(yàn)，據(jù)悉此研究小組還計(jì)劃在2010年將這種量子密碼傳輸技術(shù)投入使用，為金融機(jī)構(gòu)和政府機(jī)關(guān)提供服務(wù)。

隨著量子密碼技術(shù)的發(fā)展，在不久的將來(lái)它將在網(wǎng)絡(luò)支付的信息保護(hù)方面得到廣泛應(yīng)用，例如獲取安全密鑰、對(duì)數(shù)據(jù)加密、信息隱藏、信息身份認(rèn)證等。相信未來(lái)量子密碼技術(shù)將在確保電子支付安全中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn):

[1]王阿川宋辭等:一種更加安全的密碼技術(shù)——量子密碼[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào),2007,17(1):107～110

第4篇：對(duì)量子計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)范文

關(guān)鍵詞:計(jì)算科學(xué)計(jì)算工具圖靈模型量子計(jì)算

1計(jì)算的本質(zhì)

抽象地說(shuō),所謂計(jì)算,就是從一個(gè)符號(hào)串f變換成另一個(gè)符號(hào)串g。比如說(shuō),從符號(hào)串12+3變換成15就是一個(gè)加法計(jì)算。如果符號(hào)串f是x2,而符號(hào)串g是2x,從f到g的計(jì)算就是微分。定理證明也是如此,令f表示一組公理和推導(dǎo)規(guī)則,令g是一個(gè)定理,那么從f到g的一系列變換就是定理g的證明。從這個(gè)角度看,文字翻譯也是計(jì)算,如f代表一個(gè)英文句子,而g為含意相同的中文句子,那么從f到g就是把英文翻譯成中文。這些變換間有什么共同點(diǎn)？為什么把它們都叫做計(jì)算？因?yàn)樗鼈兌际菑募褐?hào)(串)開(kāi)始,一步一步地改變符號(hào)(串),經(jīng)過(guò)有限步驟,最后得到一個(gè)滿足預(yù)先規(guī)定的符號(hào)(串)的變換過(guò)程。

從類型上講,計(jì)算主要有兩大類:數(shù)值計(jì)算和符號(hào)推導(dǎo)。數(shù)值計(jì)算包括實(shí)數(shù)和函數(shù)的加減乘除、冪運(yùn)算、開(kāi)方運(yùn)算、方程的求解等。符號(hào)推導(dǎo)包括代數(shù)與各種函數(shù)的恒等式、不等式的證明,幾何命題的證明等。但無(wú)論是數(shù)值計(jì)算還是符號(hào)推導(dǎo),它們?cè)诒举|(zhì)上是等價(jià)的、一致的,即二者是密切關(guān)聯(lián)的,可以相互轉(zhuǎn)化,具有共同的計(jì)算本質(zhì)。隨著數(shù)學(xué)的不斷發(fā)展,還可能出現(xiàn)新的計(jì)算類型。

2遠(yuǎn)古的計(jì)算工具

人們從開(kāi)始產(chǎn)生計(jì)算之日,便不斷尋求能方便進(jìn)行和加速計(jì)算的工具。因此,計(jì)算和計(jì)算工具是息息相關(guān)的。

早在公元前5世紀(jì),中國(guó)人已開(kāi)始用算籌作為計(jì)算工具,并在公元前3世紀(jì)得到普遍的采用,一直沿用了二千年。后來(lái),人們發(fā)明了算盤(pán),并在15世紀(jì)得到普遍采用,取代了算籌。它是在算籌基礎(chǔ)上發(fā)明的,比算籌更加方便實(shí)用,同時(shí)還把算法口訣化,從而加快了計(jì)算速度。

3近代計(jì)算系統(tǒng)

近代的科學(xué)發(fā)展促進(jìn)了計(jì)算工具的發(fā)展:在1614年,對(duì)數(shù)被發(fā)明以后,乘除運(yùn)算可以化為加減運(yùn)算,對(duì)數(shù)計(jì)算尺便是依據(jù)這一特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)。1620年,岡特最先利用對(duì)數(shù)計(jì)算尺來(lái)計(jì)算乘除。1850年,曼南在計(jì)算尺上裝上光標(biāo),因此而受到當(dāng)時(shí)科學(xué)工作者,特別是工程技術(shù)人員廣泛采用。機(jī)械式計(jì)算器是與計(jì)算尺同時(shí)出現(xiàn)的,是計(jì)算工具上的一大發(fā)明。帕斯卡于1642年發(fā)明了帕斯卡加法器。在1671年,萊布尼茨發(fā)明了一種能作四則運(yùn)算的手搖計(jì)算器,是長(zhǎng)1米的大盒子。自此以后,經(jīng)過(guò)人們?cè)谶@方面多年的研究,特別是經(jīng)過(guò)托馬斯、奧德內(nèi)爾等人的改良后,出現(xiàn)了多種多樣的手搖計(jì)算器,并風(fēng)行全世界。

4電動(dòng)計(jì)算機(jī)

英國(guó)的巴貝奇于1834年,設(shè)計(jì)了一部完全程序控制的分析機(jī),可惜礙于當(dāng)時(shí)的機(jī)械技術(shù)限制而沒(méi)有制成,但已包含了現(xiàn)代計(jì)算的基本思想和主要的組成部分了。此后,由于電力技術(shù)有了很大的發(fā)展,電動(dòng)式計(jì)算器便慢慢取代以人工為動(dòng)力的計(jì)算器。1941年,德國(guó)的楚澤采用了繼電器,制成了第一部過(guò)程控制計(jì)算器,實(shí)現(xiàn)了100多年前巴貝奇的理想。

5電子計(jì)算機(jī)

20世紀(jì)初,電子管的出現(xiàn),使計(jì)算器的改革有了新的發(fā)展,美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)和有關(guān)單位在1946年制成了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展,使人類進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代。它是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一,也當(dāng)之無(wú)愧地被認(rèn)為是迄今為止由科學(xué)和技術(shù)所創(chuàng)造的最具影響力的現(xiàn)代工具。

在電子計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)高速發(fā)展過(guò)程中,因特爾公司的創(chuàng)始人之一戈登·摩爾(GodonMoore)對(duì)電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)所依賴的半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展作出預(yù)言:半導(dǎo)體芯片的集成度將每?jī)赡攴环?。事?shí)證明,自20世紀(jì)60年代以后的數(shù)十年內(nèi),芯片的集成度和電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度實(shí)際是每十八個(gè)月就翻一番,而價(jià)格卻隨之降低一倍。這種奇跡般的發(fā)展速度被公認(rèn)為“摩爾定律”。

6“摩爾定律”與“計(jì)算的極限”

人類是否可以將電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度永無(wú)止境地提升?傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高有沒(méi)有極限?對(duì)此問(wèn)題,學(xué)者們?cè)谶M(jìn)行嚴(yán)密論證后給出了否定的答案。如果電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力無(wú)限提高,最終地球上所有的能量將轉(zhuǎn)換為計(jì)算的結(jié)果——造成熵的降低,這種向低熵方向無(wú)限發(fā)展的運(yùn)動(dòng)被哲學(xué)界認(rèn)為是禁止的,因此,傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力必有上限。

而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)為代表的理論科學(xué)家認(rèn)為到21世紀(jì)30年代,芯片內(nèi)導(dǎo)線的寬度將窄到納米尺度(1納米=10-9米),此時(shí),導(dǎo)線內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子將不再遵循經(jīng)典物理規(guī)律——牛頓力學(xué)沿導(dǎo)線運(yùn)行,而是按照量子力學(xué)的規(guī)律表現(xiàn)出奇特的“電子亂竄”的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致芯片無(wú)法正常工作;同樣,芯片中晶體管的體積小到一定臨界尺寸(約5納米)后,晶體管也將受到量子效應(yīng)干擾而呈現(xiàn)出奇特的反常效應(yīng)。

哲學(xué)家和科學(xué)家對(duì)此問(wèn)題的看法十分一致:摩爾定律不久將不再適用。也就是說(shuō),電子計(jì)算機(jī)計(jì)算能力飛速發(fā)展的可喜景象很可能在21世紀(jì)前30年內(nèi)終止。著名科學(xué)家,哈佛大學(xué)終身教授威爾遜(EdwardO.Wilson)指出:“科學(xué)代表著一個(gè)時(shí)代最為大膽的猜想(形而上學(xué))。它純粹是人為的。但我們相信,通過(guò)追尋“夢(mèng)想—發(fā)現(xiàn)—解釋—夢(mèng)想”的不斷循環(huán),我們可以開(kāi)拓一個(gè)個(gè)新領(lǐng)域,世界最終會(huì)變得越來(lái)越清晰,我們最終會(huì)了解宇宙的奧妙。所有的美妙都是彼此聯(lián)系和有意義的。”[論/文/網(wǎng)LunWenNet/Com]

7量子計(jì)算系統(tǒng)

量子計(jì)算最初思想的提出可以追溯到20世紀(jì)80年代。物理學(xué)家費(fèi)曼RichardP.Feynman曾試圖用傳統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī)模擬量子力學(xué)對(duì)象的行為。他遇到一個(gè)問(wèn)題:量子力學(xué)系統(tǒng)的行為通常是難以理解同時(shí)也是難以求解的。以光的干涉現(xiàn)象為例,在干涉過(guò)程中,相互作用的光子每增加一個(gè),有可能發(fā)生的情況就會(huì)多出一倍,也就是問(wèn)題的規(guī)模呈指數(shù)級(jí)增加。模擬這樣的實(shí)驗(yàn)所需的計(jì)算量實(shí)在太大了,不過(guò),在費(fèi)曼眼里,這卻恰恰提供一個(gè)契機(jī)。因?yàn)榱硪环矫?量子力學(xué)系統(tǒng)的行為也具有良好的可預(yù)測(cè)性:在干涉實(shí)驗(yàn)中,只要給定初始條件,就可以推測(cè)出屏幕上影子的形狀。費(fèi)曼推斷認(rèn)為如果算出干涉實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的現(xiàn)象需要大量的計(jì)算,那么搭建這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),測(cè)量其結(jié)果,就恰好相當(dāng)于完成了一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算。因此,只要在計(jì)算機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中,允許它在真實(shí)的量子力學(xué)對(duì)象上完成實(shí)驗(yàn),并把實(shí)驗(yàn)結(jié)果整合到計(jì)算中去,就可以獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。

在費(fèi)曼設(shè)想的啟發(fā)下,1985年英國(guó)牛津大學(xué)教授多伊奇DavidDeutsch提出是否可以用物理學(xué)定律推導(dǎo)出一種超越傳統(tǒng)的計(jì)算概念的方法即推導(dǎo)出更強(qiáng)的丘奇——圖靈論題。費(fèi)曼指出使用量子計(jì)算機(jī)時(shí),不需要考慮計(jì)算是如何實(shí)現(xiàn)的,即把計(jì)算看作由“神諭”來(lái)實(shí)現(xiàn)的:這類計(jì)算在量子計(jì)算中被稱為“神諭”(Oracle)。種種跡象表明:量子計(jì)算在一些特定的計(jì)算領(lǐng)域內(nèi)確實(shí)比傳統(tǒng)計(jì)算更強(qiáng),例如,現(xiàn)代信息安全技術(shù)的安全性在很大程度上依賴于把一個(gè)大整數(shù)(如1024位的十進(jìn)制數(shù))分解為兩個(gè)質(zhì)數(shù)的乘積的難度。這個(gè)問(wèn)題是一個(gè)典型的“困難問(wèn)題”,困難的原因是目前在傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)上還沒(méi)有找到一種有效的辦法將這種計(jì)算快速地進(jìn)行。目前,就是將全世界的所有大大小小的電子計(jì)算機(jī)全部利用起來(lái)來(lái)計(jì)算上面的這個(gè)1024位整數(shù)的質(zhì)因子分解問(wèn)題,大約需要28萬(wàn)年,這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人類所能夠等待的時(shí)間。而且,分解的難度隨著整數(shù)位數(shù)的增多指數(shù)級(jí)增大,也就是說(shuō)如果要分解2046位的整數(shù),所需要的時(shí)間已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)宇宙現(xiàn)有的年齡。而利用一臺(tái)量子計(jì)算機(jī),我們只需要大約40分鐘的時(shí)間就可以分解1024位的整數(shù)了。

8量子計(jì)算中的神諭

人類的計(jì)算工具,從木棍、石頭到算盤(pán),經(jīng)過(guò)電子管計(jì)算機(jī),晶體管計(jì)算機(jī),到現(xiàn)在的電子計(jì)算機(jī),再到量子計(jì)算。筆者發(fā)現(xiàn)這其中的過(guò)程讓人思考:首先是人們發(fā)現(xiàn)用石頭或者棍棒可以幫助人們進(jìn)行計(jì)算,隨后,人們發(fā)明了算盤(pán),來(lái)幫助人們進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)不僅人手可以搬動(dòng)“算珠”,機(jī)器也可以用來(lái)搬動(dòng)“算珠”,而且效率更高,速度更快。隨后,人們用繼電器替代了純機(jī)械,最后人們用電子代替了繼電器。就在人們改進(jìn)計(jì)算工具的同時(shí),數(shù)學(xué)家們開(kāi)始對(duì)計(jì)算的本質(zhì)展開(kāi)了研究,圖靈機(jī)模型告訴了人們答案。

量子計(jì)算的出現(xiàn),則徹底打破了這種認(rèn)識(shí)與創(chuàng)新規(guī)律。它建立在對(duì)量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)的在現(xiàn)實(shí)世界的不可計(jì)算性。試圖利用一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)代替一系列復(fù)雜的大量運(yùn)算?？梢哉f(shuō)。這是一種革命性的思考與解決問(wèn)題的方式。

因?yàn)樵诖酥?所有計(jì)算均是模擬一個(gè)快速的“算盤(pán)”,即使是最先進(jìn)的電子計(jì)算機(jī)的CPU內(nèi)部,64位的寄存器(register),也是等價(jià)于一個(gè)有著64根軸的二進(jìn)制算盤(pán)。量子計(jì)算則完全不同,對(duì)于量子計(jì)算的核心部件,類似于古代希臘中的“神諭”,沒(méi)有人弄清楚神諭內(nèi)部的機(jī)理,卻對(duì)“神諭”內(nèi)部產(chǎn)生的結(jié)果深信不疑。人們可以把它當(dāng)作一個(gè)黑盒子,人們通過(guò)輸入,可以得到輸出,但是對(duì)于黑盒子內(nèi)部發(fā)生了什么和為什么這樣發(fā)生確并不知道。

9“神諭”的挑戰(zhàn)與人類自身的回應(yīng)人類的思考能力,隨著計(jì)算工具的不斷進(jìn)化而不斷加強(qiáng)。電子計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),大大加強(qiáng)了人類整體的科研能力,那么,量子計(jì)算系統(tǒng)的產(chǎn)生,會(huì)給人類整體帶來(lái)更加強(qiáng)大的科研能力和思考能力,并最終解決困擾當(dāng)今時(shí)代的量子“神諭”。不僅如此,量子計(jì)算系統(tǒng)會(huì)更加深刻的揭示計(jì)算的本質(zhì),把人類對(duì)計(jì)算本質(zhì)的認(rèn)識(shí)從牛頓世界中擴(kuò)充到量子世界中。

如果觀察歷史,會(huì)發(fā)現(xiàn)人類文明不斷增多的“發(fā)現(xiàn)”已經(jīng)構(gòu)成了我們理解世界的“公理”,人們的公理系統(tǒng)在不斷的增大,隨著該系統(tǒng)的不斷增大,人們認(rèn)清并解決了許多問(wèn)題。人類的認(rèn)識(shí)模式似乎符合下面的規(guī)律:

“計(jì)算工具不斷發(fā)展—整體思維能力的不斷增強(qiáng)—公理系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大—舊的神諭被解決—新的神諭不斷產(chǎn)生”不斷循環(huán)。

無(wú)論量子計(jì)算的本質(zhì)是否被發(fā)現(xiàn),也不會(huì)妨礙量子計(jì)算時(shí)代的到來(lái)。量子計(jì)算是計(jì)算科學(xué)本身的一次新的革命,也許許多困擾人類的問(wèn)題,將會(huì)隨著量子計(jì)算機(jī)工具的發(fā)展而得到解決,它將“計(jì)算科學(xué)”從牛頓時(shí)代引向量子時(shí)代,并會(huì)給人類文明帶來(lái)更加深刻的影響。[論*文*網(wǎng)]

參考文獻(xiàn)

[1]M.A.NielsenandI.L.Chuang,QuantumComputationandQuantumInformation[M].CambridgeUniversityPress,2000.

第5篇：對(duì)量子計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)范文

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)技術(shù)；發(fā)展態(tài)勢(shì)

中圖分類號(hào)：TP3-1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）25-0122-01

1.計(jì)算機(jī)技術(shù)分析簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)技術(shù)是進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造和軟件開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于各領(lǐng)域的技術(shù)，它是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的關(guān)鍵技術(shù)之一[1]，它主要包括數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域和非數(shù)值應(yīng)用領(lǐng)域兩大部分。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展讓計(jì)算機(jī)從軍事領(lǐng)域進(jìn)入社會(huì)生活領(lǐng)域，豐富了人們的生活，給人們的生產(chǎn)關(guān)注帶來(lái)了便捷。計(jì)算機(jī)技術(shù)在科學(xué)領(lǐng)域占重要的地位，是一個(gè)國(guó)家科技水平的標(biāo)志，其發(fā)展正得到世界各國(guó)的高度重視。計(jì)算機(jī)技術(shù)是第三次科技革命的標(biāo)志，是推動(dòng)整個(gè)人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要力量，是半個(gè)世紀(jì)以來(lái)發(fā)展最快、影響力最大的科技領(lǐng)域之一。

2.計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程

2.1 計(jì)算機(jī)電子管時(shí)代

20世紀(jì)40～50年代，最早的計(jì)算機(jī)是靠電子管來(lái)運(yùn)行的，電子管時(shí)代是計(jì)算機(jī)發(fā)展最初形態(tài)，在這一時(shí)代，計(jì)算機(jī)的運(yùn)行需要大量的電子管同時(shí)運(yùn)作，占用體積很大，電子管也會(huì)產(chǎn)生大量熱量，電子管因無(wú)法及時(shí)散發(fā)大量熱量造成故障頻發(fā)，計(jì)算機(jī)也因此經(jīng)常無(wú)法正常工作，其程序是用人工手編的機(jī)器指令程序和符號(hào)語(yǔ)言，存儲(chǔ)器采用水銀延遲線，沒(méi)有系統(tǒng)軟件，運(yùn)算采用二進(jìn)位制技術(shù)，用程序處理存貯信息，這些硬件和軟件技術(shù)，奠定了現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)。

2.2 計(jì)算機(jī)晶體管時(shí)代

進(jìn)入20世紀(jì)60年代，電子管計(jì)算機(jī)已經(jīng)不能適應(yīng)人類科學(xué)技術(shù)的發(fā)展要求，科學(xué)家研制出了晶體管計(jì)算機(jī)。晶體管計(jì)算機(jī)比上一代電子管計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)速度快，不必?fù)?dān)心因電子管需要散發(fā)大量熱量而造成故障頻發(fā)，因此使用壽命更長(zhǎng)，這一時(shí)期的的計(jì)算機(jī)不但在硬件上比電子管時(shí)代更先進(jìn)，科學(xué)家還給計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)了更高級(jí)的計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言，讓人們的操作更容易。

2.3 計(jì)算機(jī)集成電路時(shí)代

到了60年代后期，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，集成計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，它的出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)發(fā)展史上是具有里程碑意義的。集成電路把幾千個(gè)晶體管元件集成在比手指甲還小的晶片上，它讓計(jì)算機(jī)體積大大縮??；在這一時(shí)期還產(chǎn)生了操作系統(tǒng)，使得計(jì)算機(jī)在中心程序的控制協(xié)調(diào)下可以同時(shí)運(yùn)行許多不同的程序，讓人們更加便捷的操作和使用，計(jì)算機(jī)正式變成了大眾化的科學(xué)工具。

2.4 計(jì)算機(jī)大規(guī)模集成電路時(shí)代

傳統(tǒng)集成電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能單一，已經(jīng)不能滿足社會(huì)發(fā)展需求，于是大規(guī)模集成電路出現(xiàn)了，從中央處理器、輸入設(shè)備到輸出設(shè)備，更多的元件被集合在一個(gè)芯片上，大大簡(jiǎn)化了計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，運(yùn)算速率更快，性能更強(qiáng)，因此正是大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)讓計(jì)算機(jī)變成了可以進(jìn)入千家萬(wàn)戶的“電腦”。

3.計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 巨型計(jì)算機(jī)

巨型計(jì)算機(jī)盡管其基本組成組件與我們常見(jiàn)的普通計(jì)算機(jī)相似，但規(guī)格與性能是普通計(jì)算機(jī)無(wú)法匹比的，具有超強(qiáng)的計(jì)算和處理數(shù)據(jù)的能力，它可以用極快的速率處理超大容量的數(shù)據(jù)。巨型計(jì)算機(jī)特點(diǎn)是：①運(yùn)行速度非常快，巨型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度可以達(dá)到每秒百億次以上；②存儲(chǔ)空間巨大，其內(nèi)存容量可達(dá)幾百兆；③功能強(qiáng)大、應(yīng)用范圍廣，被廣泛用于國(guó)土、國(guó)防、航空航天、軍事、氣象、衛(wèi)星等行業(yè)[2]。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)是模擬人類大腦神經(jīng)高效的運(yùn)算方式和功能而研究出的計(jì)算機(jī)，因此其顯著特點(diǎn)就是可以模仿人腦進(jìn)行判斷。它有完善的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，能夠判斷處理對(duì)象的性質(zhì)與狀態(tài)，它對(duì)信息的存儲(chǔ)方式與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)不同，不存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器，而儲(chǔ)存在神經(jīng)節(jié)點(diǎn)上，并有記憶、恢復(fù)能力，這種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式的優(yōu)點(diǎn)就是可以有效地避免數(shù)據(jù)泄露或丟失。

3.3 生物計(jì)算機(jī)

生物計(jì)算機(jī)也稱仿生計(jì)算機(jī)，其結(jié)合了仿生學(xué)原理，芯片不再使用電子元件，用“蛋白質(zhì)分子”構(gòu)成的芯片替代了半導(dǎo)體硅片，利用有機(jī)化合物存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其處理數(shù)據(jù)速度是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的10萬(wàn)倍，但能量消耗卻只有現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的十億分之一，并具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力及超大容量的存儲(chǔ)空間。生物計(jì)算機(jī)缺點(diǎn)是從其中提取信息比較復(fù)雜，使用不方便，這一缺點(diǎn)也使得其未能大規(guī)模推廣使用。

3.4 光計(jì)算機(jī)

光計(jì)算機(jī)是利用光學(xué)原理開(kāi)發(fā)研制的，其利用光進(jìn)行計(jì)算和存儲(chǔ)相信，取代了傳統(tǒng)的電子。它以不同波長(zhǎng)的光代表不同的數(shù)據(jù)，用光學(xué)將數(shù)據(jù)從一個(gè)芯片傳送到另一個(gè)芯片上，這種處理數(shù)據(jù)的方式具有速度快、能耗低的特點(diǎn)。它取代了傳統(tǒng)硅芯片計(jì)算機(jī)用總線將運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備相連接的體系結(jié)構(gòu)，以空間光調(diào)制器為基礎(chǔ)部件，把運(yùn)算部分與存儲(chǔ)部分之間用光內(nèi)連技術(shù)連接，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)算部分可直接對(duì)存儲(chǔ)部分進(jìn)行并行存取。從物理特性上來(lái)說(shuō)，光比電子更適合信息的傳輸， 使用光傳輸數(shù)據(jù)信息的優(yōu)勢(shì)有：①不易出錯(cuò)；②更強(qiáng)穩(wěn)定性；③高速傳輸[3]。利用光波來(lái)處理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)將是計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要的一步，它會(huì)給我們帶來(lái)更加快速的計(jì)算速度和強(qiáng)勁的運(yùn)算能力，甚至將來(lái)會(huì)與生物科學(xué)等領(lǐng)域交叉融合，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。

3.5 納米計(jì)算機(jī)。

納米技術(shù)是一種新興的技術(shù)，納米本是計(jì)量單位，是10億分之一米。納米計(jì)算機(jī)是將納米技術(shù)運(yùn)用到計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域而研制的新型計(jì)算機(jī)，采用納米技術(shù)制造的納米芯片，其成本非常低，不需要大型的制造生產(chǎn)設(shè)備和車間，不需要龐大的員工隊(duì)伍，只要在室內(nèi)把設(shè)計(jì)好的分子合成就能制造納米元件，再將納米元件集成為芯片應(yīng)用到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)的輸入輸出設(shè)備等主要部件等都可以用納米元件制作，然后集成在納米芯片上構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。納米芯片可以大幅度提高計(jì)算機(jī)的性能，且基本不耗電，比今天的計(jì)算機(jī)在性能上強(qiáng)大很多。

3.6 量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)是應(yīng)用量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)信息的新型計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息的存儲(chǔ)能力要遠(yuǎn)比普通計(jì)算機(jī)大。量子計(jì)算機(jī)是本世紀(jì)人類科學(xué)界最偉大的科技挑戰(zhàn)之一，它會(huì)改變傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)計(jì)算方式，其基于量子力學(xué)規(guī)律的信息處理方式讓其具有超快的運(yùn)算速度和超強(qiáng)的運(yùn)算能力，在解決一些復(fù)雜問(wèn)題和海量數(shù)據(jù)搜索上具有巨大的潛力和價(jià)值。此外，量子計(jì)算機(jī)也可以模擬其他一些量子系統(tǒng)，在化學(xué)和生物學(xué)相關(guān)的復(fù)雜分子領(lǐng)域發(fā)揮作用。量子計(jì)算機(jī)會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)走出實(shí)驗(yàn)室，在人們的生活中產(chǎn)生深刻影響。

4.結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)在科技界是革命性的，它無(wú)時(shí)無(wú)刻不在改變著我們的社會(huì)，給我們的工作和生活帶來(lái)了諸多便利。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展一直是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)，本文回顧了計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史，展望分析了計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)，使讀者了解了計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生、對(duì)人類的影響和未來(lái)發(fā)展方向，以及如何更好地服務(wù)人類，認(rèn)識(shí)到人類在計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步上做出的巨大努力。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)必將會(huì)繼續(xù)朝著更高、更強(qiáng)發(fā)展，持續(xù)為科學(xué)界帶來(lái)無(wú)可估量的改變。

參考文獻(xiàn)

[1]張艷斌.計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)探析[J].學(xué)園.2012年9月第17期

第6篇：對(duì)量子計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)范文

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)；技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：O434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

隨著人們對(duì)于信息資源共享以及信息交流的迫切需求，促使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生和快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和使用為人類信息文明的發(fā)展帶來(lái)了革命性的變化主要包括各種局域網(wǎng)的技術(shù)思想、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、布線系統(tǒng)、Intranet/Internet的應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)安全，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的維護(hù)等內(nèi)容。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理功能的強(qiáng)化，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和軟件技術(shù)都與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合到一起，近幾年來(lái)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)更發(fā)展到以WEB門(mén)戶網(wǎng)站為界面，以與后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)交互操作的程序庫(kù)，共同組成網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的三層架構(gòu)模式，這成了計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)模式的主流趨勢(shì)。

一、我國(guó)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀

1 我國(guó)計(jì)算機(jī)擁有量、互聯(lián)網(wǎng)用戶、網(wǎng)站數(shù)飛速增長(zhǎng)

我國(guó)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的用戶、網(wǎng)站及域名在“九.五”期間飛速增長(zhǎng)，據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)：截止到2002年我國(guó)計(jì)算機(jī)安裝臺(tái)數(shù)達(dá)到3800萬(wàn)，聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)達(dá)到2083萬(wàn)，互聯(lián)網(wǎng)用戶達(dá)到5910萬(wàn)。上述統(tǒng)計(jì)的計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)都是通用臺(tái)式機(jī)，我國(guó)還有上千萬(wàn)臺(tái)工控機(jī)，幾億臺(tái)嵌式入計(jì)算機(jī)。我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，也推動(dòng)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化。

2 電子政務(wù)工程全面啟動(dòng)并初見(jiàn)成效

2002年電子政務(wù)進(jìn)入全面的實(shí)施階段，全國(guó)政府的采購(gòu)?fù)顿Y就有350億元其中硬件250億，軟件45億，信息服務(wù)55億元，比同期增長(zhǎng)25％，2002年7月國(guó)信辦公布了關(guān)于我國(guó)電子政務(wù)建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)，包含以下措施：(1)建立兩個(gè)統(tǒng)一的電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，用內(nèi)網(wǎng)處理辦公，外網(wǎng)處理部門(mén)間及公眾、企業(yè)服務(wù)義務(wù)。(2)推進(jìn)12項(xiàng)金字工程的建設(shè)，（金稅、金關(guān)、金財(cái)、金審等）。(3)加快重要戰(zhàn)略性。

二、我國(guó)計(jì)算機(jī)應(yīng)用發(fā)展中存在的問(wèn)題

1 我國(guó)計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平低

企業(yè)信息化水平低，上網(wǎng)企業(yè)和上網(wǎng)家庭數(shù)量還是較少，信息技術(shù)在企業(yè)和家庭中的應(yīng)用尚不夠普及。同發(fā)達(dá)國(guó)家及發(fā)展中國(guó)家相比都還有很大的差距，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)中心研究分析，我國(guó)的信息化能力不僅遠(yuǎn)落后于美日等發(fā)達(dá)國(guó)家，也落后于新加坡、菲律賓、韓國(guó)、埃及、印度等發(fā)展中國(guó)家；網(wǎng)民占人口的比例瑞典達(dá)67％，德國(guó)49％，瑞士60％，我國(guó)僅為3%。

2 國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)應(yīng)用發(fā)展很不平衡

各地區(qū)的信息化指數(shù)高低相差20多倍，互聯(lián)網(wǎng)用戶、計(jì)算機(jī)擁有量在東西部地區(qū)、大陸和臺(tái)灣地區(qū)的差距很大，臺(tái)灣的互聯(lián)網(wǎng)用戶有540萬(wàn)，網(wǎng)民占人口的比例達(dá)26％，連網(wǎng)的主機(jī)達(dá)85萬(wàn)臺(tái)，50％的企業(yè)已開(kāi)展電子商務(wù)，大陸開(kāi)展電子商務(wù)的企業(yè)還不到10％。

3 我國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)尚不能完全滿足信息化發(fā)展

計(jì)算機(jī)應(yīng)用對(duì)軟硬件產(chǎn)品的需求，國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品的技術(shù)水平和市場(chǎng)占有率較低，重大的應(yīng)用工程和大型的應(yīng)用系統(tǒng)所用的軟硬件產(chǎn)品主要是靠國(guó)外公司，科技成果的轉(zhuǎn)化速度較慢，系統(tǒng)的集成，信息的服務(wù)水平還有待提高，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范既缺乏又不統(tǒng)一，急需有待加強(qiáng)。

4 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用、信息化的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和政策法律尚待完善

目前還缺乏有力的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策來(lái)推動(dòng)信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，信息化的組織領(lǐng)導(dǎo)和管理體制尚待完善和加強(qiáng)，有關(guān)市場(chǎng)管理的法律法規(guī)、社會(huì)的信用體系還未完全進(jìn)行建立，同時(shí)電子商務(wù)的發(fā)展所需要的市場(chǎng)環(huán)境還不完善。

5 企業(yè)的管理體制、機(jī)制、管理理念和組織機(jī)構(gòu)等不能適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的要求

部分領(lǐng)導(dǎo)對(duì)信息技術(shù)應(yīng)用的重要性、緊迫性還沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí)。企業(yè)采用的信息技術(shù)等高新技術(shù)還缺少內(nèi)在的動(dòng)力、人力、財(cái)力和物力?；A(chǔ)工作的薄弱，信息技術(shù)人才，尤其是既懂信息技術(shù)又懂行業(yè)業(yè)務(wù)技術(shù)的復(fù)合型人才，更是缺少，廣大職工的信息意識(shí)和信息技術(shù)應(yīng)用知識(shí)欠缺，職工的文化素質(zhì)急待提高。

4、計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用之管理信息系統(tǒng)

一定意義上說(shuō)，管理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展是建立在電子計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上的。硬件方面，自1946年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展可謂日新月異，從龐大的只能在實(shí)驗(yàn)里供研究使用的計(jì)算機(jī)到今天適應(yīng)不同環(huán)境的滿足不同需求的各種各樣的計(jì)算機(jī)；運(yùn)算速度從每秒幾千次到每秒幾百億次；處理器從焊有幾百萬(wàn)個(gè)電子管的大的驚人的電子板到只有指甲大小的集成電路；現(xiàn)在計(jì)算機(jī)在硬件方面的發(fā)展已達(dá)到了每三個(gè)月更新?lián)Q代一次的驚人速度。軟件方面，也已從機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言發(fā)展到現(xiàn)如今的第四代語(yǔ)言――非結(jié)構(gòu)化、面向?qū)ο蟆⒖梢暬恼Z(yǔ)言。管理信息系統(tǒng)的發(fā)展管理信息系統(tǒng)的發(fā)展管理信息系統(tǒng)的發(fā)展管理信息系統(tǒng)的發(fā)展：管理信息系統(tǒng)通過(guò)對(duì)學(xué)校當(dāng)前運(yùn)行的地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理來(lái)獲得有關(guān)數(shù)據(jù)，以控制學(xué)校的行為；利用過(guò)去的和現(xiàn)在的數(shù)據(jù)及相關(guān)的模型，對(duì)未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)；能從全局目標(biāo)出發(fā)，對(duì)學(xué)校的管理決策活動(dòng)予以輔助。

三、內(nèi)容廣泛，拓寬教學(xué)范圍

計(jì)算機(jī)應(yīng)用教學(xué)能夠不受時(shí)間和空間的制約，延伸和拓展教學(xué)時(shí)空，通過(guò)影、音、色彩和動(dòng)畫(huà)，傳遞傳授信息，解決由于時(shí)間和空間局限的教學(xué)疑難問(wèn)題，使學(xué)習(xí)變得輕松易被理解和掌握，培養(yǎng)并發(fā)展了初學(xué)者獲取信息、分析信息和處理信息的能力。

實(shí)踐證明，計(jì)算機(jī)教學(xué)能充分激發(fā)調(diào)動(dòng)、人們的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)習(xí)主動(dòng)性。然而，正如萬(wàn)物都有正反面一樣，計(jì)算機(jī)教學(xué)也有它的弊端，具體來(lái)說(shuō)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、容易改變教學(xué)者的主導(dǎo)地位

盡管計(jì)算機(jī)體系教學(xué)是一種高效、先進(jìn)的教學(xué)模式，但它決不能取代教學(xué)者的主導(dǎo)地位。如果過(guò)分地依賴和習(xí)慣性的利用這種教學(xué)模式，那么結(jié)果將是導(dǎo)致一些人喪失動(dòng)手能力，本末倒置、得不償失。計(jì)算機(jī)是教師教學(xué)的一種工具，是教學(xué)的一種輔助方式方法。我們不能把“以教師為中心”的教學(xué)思想演變成了“以計(jì)算機(jī)”為軸心的教學(xué)思想，以至于失去了傳統(tǒng)的教育理念，我們應(yīng)該形成以“學(xué)”為主、“傳統(tǒng)理念和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)教學(xué)互動(dòng)”的教學(xué)思想。

2、一定程度上忽略了教和學(xué)兩者之間互動(dòng)關(guān)系

教學(xué)并不只是為了信息的傳遞，更重要的是為了各種技能的培訓(xùn)和掌握。而計(jì)算機(jī)教學(xué)在這方面則是提供了更多的現(xiàn)成答案，學(xué)習(xí)者從而缺乏了對(duì)細(xì)致過(guò)程的展示和求索精神。這樣，初學(xué)在學(xué)習(xí)過(guò)程中就容易缺乏由教師引導(dǎo)的由淺入深、由具體到復(fù)雜、由簡(jiǎn)單到抽象的思維過(guò)程。久而久之就形成了懶惰的思想。

3、容易分散學(xué)習(xí)時(shí)的注意力

計(jì)算機(jī)教學(xué)手段形象生動(dòng)，然而，許多學(xué)習(xí)者注意的只是音樂(lè)和動(dòng)畫(huà)，甚至有的還要討論屏幕哪些地方怎么好玩，并提醒周圍人們來(lái)注意，興趣調(diào)動(dòng)起來(lái)了，可注意力卻分散了。

4、課件制作簡(jiǎn)單地以計(jì)算機(jī)代替一切

尺有所短，寸有所長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)是功能十分強(qiáng)大的工具，傳統(tǒng)的教學(xué)手段似乎都可能由它來(lái)代替?？偟膩?lái)講，計(jì)算機(jī)體系固然有其它媒體所無(wú)可比擬的優(yōu)越性，但其它常規(guī)媒體的許多特色功能、教學(xué)模型的空間結(jié)構(gòu)功能等，也是計(jì)算機(jī)所不能完全替代的。因此，教學(xué)需要選擇合適的媒體，與其它有機(jī)配合、“和平共處”，而不要一味追趕時(shí)髦。

“總之，計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)的良性發(fā)展，任重道遠(yuǎn)。事物都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，我們不能因?yàn)樗膬?yōu)點(diǎn)而讓它隨意滋長(zhǎng)、也不能因?yàn)樗娜秉c(diǎn)而對(duì)它敬而遠(yuǎn)之。正確地理解和使用計(jì)算機(jī)這個(gè)現(xiàn)代化學(xué)習(xí)工具，將給我國(guó)的現(xiàn)代化教育帶來(lái)不可估計(jì)的巨大效益;。此時(shí)，正是它發(fā)展途中在這里我們要通過(guò)嘗試，通過(guò)實(shí)踐，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改善不足。

四、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

1 量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律，并進(jìn)行高速數(shù)學(xué)與邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理的量子物理設(shè)備。當(dāng)某個(gè)設(shè)備是由兩子元件組裝，處理與計(jì)算的是量子信息，且運(yùn)行的是量子算法時(shí)，這樣的計(jì)算機(jī)就稱為量子計(jì)算機(jī)。

2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)

人腦總體的運(yùn)行速度相當(dāng)于每秒1000萬(wàn)億次的電腦功能，可將生物大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)看作一個(gè)大規(guī)模的能緊密耦合的、并行處理的、能自行重組的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。從大腦工作的模型中抽取計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)模型，用許多處理機(jī)來(lái)模仿人腦的神經(jīng)元機(jī)構(gòu)，把信息存儲(chǔ)在神經(jīng)元之間的聯(lián)絡(luò)中，同時(shí)采用大量的并行分布式的網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。

3 化學(xué)計(jì)算機(jī)

在運(yùn)行機(jī)理上，化學(xué)計(jì)算機(jī)以化學(xué)制成品中的微觀碳分子作為其信息載體，來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸與儲(chǔ)存。所以，它具有更小的體積，更快的運(yùn)算速度，以及巨大的計(jì)算機(jī)能力，其信息傳輸?shù)乃俣壬踔劣锌赡鼙热四X的思維速度還要快若干倍，具有著十分誘人的發(fā)展前景。

4 光計(jì)算機(jī)

光計(jì)算機(jī)是指以光、電作為介質(zhì)與載體，對(duì)信息進(jìn)行保存與傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)。光計(jì)算機(jī)也是一個(gè)相對(duì)環(huán)保的產(chǎn)業(yè)，能量消耗很低。

5 生物計(jì)算機(jī)

人體細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行補(bǔ)充能量，因此不需要外界的能源，它將成為能夠植入人體內(nèi)而成為幫助人類學(xué)習(xí)、思考、發(fā)明、創(chuàng)造的最理想的伙伴。此外，由于生物芯片內(nèi)流動(dòng)電子間的碰撞問(wèn)題可能極小，幾乎不存在電阻，因此生物計(jì)算機(jī)機(jī)的能耗極小。

五、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今世界是飛速發(fā)展的信息時(shí)代，在各行各業(yè)中離不開(kāi)信息處理，這正是計(jì)算機(jī)被廣泛用于管理系統(tǒng)的環(huán)境。計(jì)算機(jī)的最大好處在于利用它能夠進(jìn)行信息管理。使計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息管理控制，不僅提高了工作效率，而且大大提高了其安全性。尤其對(duì)于復(fù)雜的信息處理，計(jì)算機(jī)能夠充分發(fā)揮它的優(yōu)越性。計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息管理與信息管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)密切相關(guān)，系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是系統(tǒng)管理的前提。

參考文獻(xiàn)：

[1]我國(guó)計(jì)算機(jī)教學(xué)的新發(fā)展”.《電化教育研究》。

第7篇：對(duì)量子計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)范文

量子力學(xué)課程是工科電類專業(yè)的一門(mén)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步掌握量子力學(xué)的基本原理和基本方法，認(rèn)識(shí)微觀世界的物理圖像以及微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，了解宏觀世界與微觀世界的內(nèi)在聯(lián)系和本質(zhì)的區(qū)別。量子力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響后續(xù)的如“固體物理學(xué)”、“半導(dǎo)體物理學(xué)”、“集成電路工藝原理”、“量子電子學(xué)”、“納米電子學(xué)”、“微電子技術(shù)”等課程的學(xué)習(xí)。

量子力學(xué)課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生具有良好的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)生的邏輯思維能力和空間想象能力等要求較高，因此要學(xué)好量子力學(xué)，在我們教學(xué)的過(guò)程中，需要充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。同時(shí)，隨著科學(xué)日新月異的發(fā)展，對(duì)量子力學(xué)課程的教學(xué)也不斷提出新的要求。如何充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和能動(dòng)性，切實(shí)提高量子力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和教師的教學(xué)水平，已經(jīng)成為擺在高校教師目前的一項(xiàng)重要課題。

該課程組在近幾年的教學(xué)改革和教學(xué)實(shí)踐中，本著高校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求，強(qiáng)調(diào)量子力學(xué)基本原理、基本思維方法的訓(xùn)練，結(jié)合物理學(xué)史，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；充分利用熟知軟件，理解物理圖像，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性；結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)，強(qiáng)調(diào)理論在實(shí)踐中的應(yīng)用，取得了良好的教學(xué)效果。

1 當(dāng)前的現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題

目前工科電類專業(yè)普遍感覺(jué)量子力學(xué)課程難學(xué)，其主要原因在于：第一，量子力學(xué)它是一門(mén)全新的課程理論體系，其基本理論思想與解決問(wèn)題的方法都沒(méi)有經(jīng)典的對(duì)應(yīng)，而學(xué)習(xí)量子力學(xué)必須完全脫離以前在頭腦中根深蒂固的“經(jīng)典”的觀念；第二，量子力學(xué)的概念與規(guī)律抽象，應(yīng)用的數(shù)學(xué)知識(shí)比較多，公式推導(dǎo)復(fù)雜，計(jì)算困難；第三，雖然量子力學(xué)問(wèn)題接近實(shí)際，但要學(xué)生理解和解決問(wèn)題，還需要一個(gè)過(guò)程；由于上述問(wèn)題的存在，使初學(xué)者都感到量子力學(xué)課程枯燥無(wú)味、晦澀難懂，而且隨著學(xué)科知識(shí)的飛速發(fā)展，知識(shí)的更新周期空前縮短，在有限的課時(shí)情況下，如何使學(xué)生在掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，跟上時(shí)代的步伐，了解科學(xué)的前沿，以適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)的需求，是擺在我們教育工作者面前的巨大挑戰(zhàn)。

2 結(jié)合物理學(xué)史激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，在大學(xué)物理中，談到了19世紀(jì)末物理學(xué)所遇到的“兩朵烏云”，光電效應(yīng)和紫外災(zāi)難，1900年，普朗克提出了能量子的概念，解決了黑體輻射的問(wèn)題；后來(lái)，愛(ài)因斯坦在普朗克的啟發(fā)下，提出了光量子的概念，解釋了光電效應(yīng)，并提出了光的波粒二象性；德布羅意又在愛(ài)因斯坦的啟發(fā)下，大膽的提出實(shí)物粒子也具有波粒二象性；對(duì)于物理學(xué)的第三朵烏云“原子的線狀光譜，”玻爾提出了關(guān)于氫原子的量子假設(shè)，解釋了氫原子的結(jié)構(gòu)以及線狀光譜的實(shí)驗(yàn)。后來(lái)還有薛定諤、海森堡、狄拉克等偉大的物理學(xué)家的努力，建立了一套嶄新的理論體系-量子力學(xué)。在教學(xué)的過(guò)程中，適當(dāng)穿插量子力學(xué)的發(fā)展歷史以及偉大科學(xué)家的傳記故事，避免了量子力學(xué)課程“全是數(shù)學(xué)的推導(dǎo)”的現(xiàn)狀，這樣激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，通過(guò)對(duì)偉大科學(xué)家的介紹，培養(yǎng)刻苦鉆研的精神。實(shí)踐表明，這樣的教學(xué)模式大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

3 結(jié)合熟知軟件化抽象為形象

量子力學(xué)內(nèi)容抽象，對(duì)一些典型的結(jié)論，可以用軟件模擬的方式實(shí)現(xiàn)物理圖像的重現(xiàn)。很多軟件如matlab、c語(yǔ)言等很多學(xué)生不是很熟練，而且編程較難，結(jié)合物理結(jié)論作圖較為困難；Excell是學(xué)生常用的軟件之一，簡(jiǎn)單易學(xué)卻功能強(qiáng)大，幾乎每位同學(xué)都非常熟練，我們充分利用這一點(diǎn)，將Excell軟件應(yīng)用到量子力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，取得了良好的效果。

如在一維無(wú)限深勢(shì)阱中，我們用解析法嚴(yán)格求解得到了波函數(shù)和能級(jí)的方程。而波函數(shù)的模方表示幾率密度。我們要求學(xué)生用Excell作圖，這樣得到粒子阱中的幾率分布，通過(guò)與經(jīng)典幾率的比較（經(jīng)典粒子在阱中各處出現(xiàn)的幾率應(yīng)該相等）和經(jīng)典能級(jí)的比較（經(jīng)典的能量分布應(yīng)該是連續(xù)的函數(shù)），通過(guò)學(xué)生的自我參與，充分激發(fā)了學(xué)生的求知欲望；從簡(jiǎn)單的作圖，學(xué)生深刻理解了微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的波函數(shù)；微觀粒子的能量不再是連續(xù)的，而是量子化了的能級(jí)，當(dāng)n趨于無(wú)窮大時(shí)微觀趨向于經(jīng)典的結(jié)果，即經(jīng)典是量子的極限情況；通過(guò)學(xué)生熟知的軟件，直觀的再現(xiàn)了物理圖像，學(xué)生會(huì)進(jìn)一步來(lái)深刻思考這個(gè)結(jié)論的由來(lái)，傳統(tǒng)的教學(xué)中，我們先講薛定諤方程，然后再解這個(gè)方程，再利用邊界條件和波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件，一步一步推導(dǎo)下來(lái)，這樣的教學(xué)模式有很多學(xué)生由于數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)較為薄弱，推導(dǎo)過(guò)程又比較繁瑣，因此會(huì)逐步對(duì)課程失去了興趣，這也直接影響了后面章節(jié)的學(xué)習(xí)，而通過(guò)學(xué)生親自作圖實(shí)現(xiàn)的物理圖像，改變了傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)，最大限度的使學(xué)生參與到課程中，這樣的效果也將事半功倍了，大大提高了教學(xué)的效果。

4 結(jié)合科學(xué)發(fā)展前沿拓寬學(xué)生視野

在課程的教學(xué)中，除了注重理論基礎(chǔ)知識(shí)的講解和基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用以外，還需介紹量子力學(xué)學(xué)科前沿發(fā)展的一些動(dòng)態(tài)。結(jié)合教師的教學(xué)科研工作，將國(guó)內(nèi)外反映量子力學(xué)方面的一些最新的成果融入到課程的教學(xué)之中，推薦和鼓勵(lì)學(xué)生閱讀反映這類問(wèn)題的優(yōu)秀網(wǎng)站、科研文章，使學(xué)生了解量子力學(xué)學(xué)科的發(fā)展前沿，從而達(dá)到拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。例如近年興起并迅速發(fā)展起來(lái)的量子信息、量子通訊、量子計(jì)算機(jī)等學(xué)科，其基礎(chǔ)理論就是量子力學(xué)的應(yīng)用，了解了這些發(fā)展，學(xué)生會(huì)反過(guò)來(lái)進(jìn)一步理解課程中如量子態(tài)、自旋等概念，量子態(tài)和自旋本身就是非常抽象的物理概念，他們沒(méi)有經(jīng)典的對(duì)應(yīng)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解，學(xué)生會(huì)進(jìn)一步理解用態(tài)矢來(lái)表示一個(gè)量子態(tài)，由于電子的自旋只有兩個(gè)取向，正好與計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)中二進(jìn)制0和1相對(duì)應(yīng)，這也正是量子計(jì)算機(jī)的基本原理，通過(guò)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)，從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。另外我們還要介紹量子力學(xué)在近代物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、生命學(xué)等交叉學(xué)科中的應(yīng)用，拓寬學(xué)生的視野。

第8篇：對(duì)量子計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)范文

1900年前后，馬克 ? 科特迪瓦等一批法國(guó)藝術(shù)家曾幻想世界上將會(huì)出現(xiàn)學(xué)習(xí)機(jī)器，只要把書(shū)本塞進(jìn)機(jī)器，知識(shí)就會(huì)直接被“灌輸”給大腦。100多年過(guò)去了，世界上至今也沒(méi)有出現(xiàn)法國(guó)藝術(shù)家所描述的學(xué)習(xí)機(jī)器，我們的教育似乎沒(méi)有發(fā)生什么變化。這樣一個(gè)美好的幻想，代表著前人對(duì)于教育革命的一種愿景，我們不能嗤之以鼻。雖然學(xué)習(xí)機(jī)器的預(yù)言被淹沒(méi)在歷史的長(zhǎng)河之中，但是，1946年世界上出現(xiàn)的第一臺(tái)電腦埃尼阿克（ENIAC）和1969年世界上出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)“阿帕網(wǎng)”（ARPAnet），在接下來(lái)的幾十年內(nèi)，深刻地改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。特別是近年來(lái)智能終端和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)性增長(zhǎng)，使整個(gè)社會(huì)生態(tài)環(huán)境發(fā)生了巨大的變化。基于一種全新技術(shù)與服務(wù)的社會(huì)生態(tài)環(huán)境，教育將何去何從？這值得我們思考。

郭善渡老師在本期《變革教學(xué)模式 已是當(dāng)務(wù)之急》一文中指出，當(dāng)前，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)成為引進(jìn)和充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)這一強(qiáng)大的“教育生產(chǎn)力”作用和效益的障礙。我們正處在一場(chǎng)教育變革的過(guò)程之中，一種全新技術(shù)與服務(wù)使教育適應(yīng)于一種全新的社會(huì)生態(tài)環(huán)境。人類在適應(yīng)客觀世界的過(guò)程中，通過(guò)自然進(jìn)化完成了對(duì)自身的改造，使人類的大腦機(jī)能日益完善，具有了抽象思維與邏輯思維能力，這為人類能夠主動(dòng)認(rèn)識(shí)與改造客觀世界打下了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。在人類改造客觀世界的過(guò)程中，人類的靈感與智慧閃耀著無(wú)盡的光芒，人類通過(guò)個(gè)體的貢獻(xiàn)與傳承完成了對(duì)精神世界的構(gòu)建。從被動(dòng)使用到主動(dòng)創(chuàng)造的過(guò)程中，不管是相對(duì)于物質(zhì)世界的工具，還是精神世界的技術(shù)，人們都需要重新認(rèn)識(shí)工具和技術(shù)的使能作用。

全新技術(shù)與服務(wù)的社會(huì)生態(tài)環(huán)境必將改變?nèi)藗儗?duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)，加速人類認(rèn)識(shí)與改造客觀世界的能力。本刊STEM教育系列連載，一直在關(guān)注如何突破傳統(tǒng)的課程觀念，探討基于現(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境下的科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)教育。本期連載文章從STEM整體的、多學(xué)科交叉的系統(tǒng)教學(xué)觀的角度，探討了STEM教育的活動(dòng)模式。

當(dāng)前，新技術(shù)如雨后春筍――云技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、機(jī)器人等；新的學(xué)習(xí)模式層出不窮――聯(lián)通主義、個(gè)性化學(xué)習(xí)、混合學(xué)習(xí)等，所有這些都是基于以計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)為代表的新技術(shù)及與其相適應(yīng)的社會(huì)生態(tài)環(huán)境。由“教育生產(chǎn)力”推動(dòng)的“教育生產(chǎn)關(guān)系”的變革，給教育帶來(lái)的影響必定是深遠(yuǎn)的。在此背景下，本期專題策劃《破解教育難題的戰(zhàn)略選擇》，聚焦“三通兩平臺(tái)”建設(shè)，重點(diǎn)關(guān)注打破傳統(tǒng)教育形態(tài)的實(shí)驗(yàn)――“翻轉(zhuǎn)課堂”、“半天授課制”、“電子書(shū)包”、 “未來(lái)課堂”、 “國(guó)家教育云”、“北京數(shù)字學(xué)?！钡?。這些實(shí)驗(yàn)必將星火燎原，推動(dòng)破解“變革教育教學(xué)方式”、“提升教育質(zhì)量”和“實(shí)現(xiàn)教育公平”等教育難題。

展望未來(lái)，基于一種全新技術(shù)與服務(wù)的社會(huì)生態(tài)環(huán)境將推動(dòng)打造中國(guó)教育的升級(jí)版。登高望遠(yuǎn)，或許在未來(lái)的100年內(nèi)，隨著量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)及生物計(jì)算機(jī)的發(fā)展，學(xué)習(xí)機(jī)器這樣美好的愿望可能會(huì)有實(shí)現(xiàn)的一天，我們的教育形態(tài)也將完全改變。

第9篇：對(duì)量子計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)范文

2011年9月，意大利格蘭薩索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科研人員曾在一個(gè)名為OPERA的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，接收到了來(lái)自730公里外的歐洲核子研究中心的中微子，并意外測(cè)得它竟然“跑”得比光快了60納秒（1納秒等于十億分之一秒）。這更使人們對(duì)穿越產(chǎn)生猜測(cè)。

在基本粒子家族中，中微子被美籍華人張操教授喻為“宇宙中的小精靈”，它不帶電，是中性粒子，行為也難“捉摸”。通常，物理學(xué)家認(rèn)為中微子是以光速運(yùn)動(dòng)。據(jù)張操介紹，超光速中微子雖然是一個(gè)高難度的高科技實(shí)驗(yàn)，但其測(cè)量原理卻是小學(xué)生也懂的知識(shí)——速度等于距離除以時(shí)間。

該實(shí)驗(yàn)里的距離和時(shí)間是利用全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)得的，測(cè)速方法可能存在問(wèn)題，據(jù)歐核中心的聲明，實(shí)驗(yàn)中連接電腦和GPS裝置的光纖連接器有松動(dòng)，須進(jìn)一步測(cè)試才能下結(jié)論。張操認(rèn)為，這倒說(shuō)明了歐洲實(shí)驗(yàn)人員對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果是高度負(fù)責(zé)的。

“跑過(guò)光”可能非偶然

其實(shí)，關(guān)于超光速中微子的假想由來(lái)已久。在1985年的一次國(guó)際會(huì)議上，張操就曾提出過(guò)“中微子可能是超光速粒子”的大膽猜想，并指出：在地球尺度，目前不能測(cè)量到超光速和光速的時(shí)間差?！?987年2月，超新星SN1987A爆發(fā)時(shí)，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)其中既有中微子又有光子，中微子到達(dá)地球的時(shí)間比光子早了3個(gè)多小時(shí)?！睆埐俜治稣f(shuō)，這一現(xiàn)象當(dāng)時(shí)并未受到多大的關(guān)注，因?yàn)槌滦蔷烤故窃趺幢l(fā)的尚未可知，中微子比光子早到的原因可能是中微子“搶跑”，也可能是光子在途中遇到了阻礙。

假設(shè)有朝一日，超光速現(xiàn)象得到了公認(rèn)，它和我們的生活又有何關(guān)系？張操說(shuō)：“從基礎(chǔ)理論到實(shí)際應(yīng)用總有一個(gè)過(guò)程，至少需要二三十年的時(shí)間。目前可以預(yù)見(jiàn)的是，超光速粒子對(duì)量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)會(huì)有幫助，它能提高計(jì)算機(jī)的速度和保密性?！?/p>

畢竟我們現(xiàn)在對(duì)世界的認(rèn)識(shí)還非常有限，我們所知的物質(zhì)數(shù)量只占世界物質(zhì)總量的5%。需要有更多機(jī)會(huì)對(duì)物理學(xué)問(wèn)題作深入探討。

“時(shí)光倒流”無(wú)法實(shí)現(xiàn)

對(duì)很多“穿越迷”“時(shí)光機(jī)粉絲”而言，從超光速會(huì)聯(lián)想到時(shí)間倒流，是否可美夢(mèng)成真？張操指出，這其實(shí)是人們對(duì)超光速現(xiàn)象的一大誤解。物理學(xué)中存在多種對(duì)時(shí)間的定義，既有相對(duì)時(shí)間又有絕對(duì)時(shí)間。“時(shí)間的定義不應(yīng)局限于一種特定的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，例如光的運(yùn)動(dòng)。世界上即使沒(méi)有光線，也照樣有時(shí)間?！?/p>

真實(shí)的時(shí)間和相對(duì)論時(shí)間是兩回事。出現(xiàn)超光速時(shí)，僅僅說(shuō)明狹義相對(duì)論定義的相對(duì)時(shí)間不再有效，可并不會(huì)破壞因果律和真實(shí)時(shí)間。