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World File Search System逻辑运算
具有奇异横向门的量子代码家族
简介。— 令 ðð n; K; d ÞÞ 表示一个 n 量子比特量子纠错码，其代码空间维度为 K，距离为 d 。Eastin-Knill 定理 [1] 表明，当代码非平凡（d ≥ 2）时，SU ð K Þ 中可以横向实现的逻辑运算始终是有限子群 G ⊂ SU ð K Þ 。如果逻辑门 g 可以实现为 U 1 ⊗ ⊗ U n ，其中每个 U i ∈ U ð 2 Þ ，则称其为横向门。横向门被认为具有天然容错性，因为它们不会在物理量子比特之间传播错误。我们的重点是将单个逻辑量子比特编码为 n 个物理量子比特（K ¼ 2）。在这种情况下，Eastin-Knill 定理表明横向门必须是 SU(2) 的有限子群。SU(2) 的有限子群是循环群、双循环群和三个例外群。我们主要对三个例外群感兴趣：二元四面体群 2T、二元八面体群 2O 和二元二十面体群 2I。这三个群分别对应于四面体、八面体和二十面体的对称群通过双覆盖 SU ð 2 Þ → SO ð 3 Þ 的提升（见图1 ）。有关 SU(2) 的有限子群的更多信息，请参阅补充材料 [2] 。群 2O 更广为人知的名字是单量子比特 Clifford 群 C 。许多代码横向实现 2O，例如 ½½ 7 ; 1 ; 3 Steane 代码和 ½½ 2 2 r − 1 − 1 ; 1 ; 2 r − 1 量子穿孔 Reed-Muller 代码。更一般地，所有双偶自对偶 CSS 代码都横向实现 2O。群 2T 是 Clifford 群的一个子群，还有许多代码具有横向门群 2T，最著名的例子是 ½½ 5 ; 1 ; 3 代码。与此形成鲜明对比的是，没有代码被明确证明可以横向实现 2I。考虑到 2I 在 [32] 中提出的“最佳绝对超金门集”中的作用，这一遗漏尤其明显，该集是最佳单量子比特通用门集。
通过深层强化原子与场的耦合……
量子计算和通信领域取得了突破性进展 [ 3 ]，其灵感来源于 P. Shor [ 4 ] 提出的整数因式分解量子算法。20 世纪 90 年代初，量子逻辑运算实现方案的理论提出与物质与场相互作用领域的进展相结合，为量子信息论奠定了基础，使得该学科目前成为一个独立的、最为突出的研究领域。除了通过实验建立了量子信息处理的原理证明 [ 1 – 3 ] 之外，量子力学的基础 [ 1 , 2 , 5 ] 也受益于理论与实验的对话，这种对话涉及物质与场相互作用物理、核磁共振、冷原子和固体物理等多个领域。除了量子量子比特和算法所带来的计算增益之外，本研究的目标是在物质-场相互作用领域，研究通过加强迄今已实现的物质-场耦合来进一步增加这种增益的可能性。这种加强将导致物质和场之间激发交换的时间更短，从而导致量子信息处理的时间更短。为了实现它，我们转向 20 世纪 90 年代后期发生的另一项重大进展：PT 对称哈密顿量的量子力学 [ 6 , 7 ] 。与量子信息领域的情况类似，伪厄米量子力学目前是一个独立的研究领域，得益于强大的活动和有趣的结果 [ 8 ] 。我们注意到，实现比厄米量子力学更快的可能性早在参考文献 [ 9 ] 中就有所设想。接下来面临的挑战是量子最速降线问题：寻找一个哈密顿量，它能够在最短的时间间隔 τ 内控制从给定初态到给定终态的演化。作者得出结论，对于厄米哈密顿量，τ 有一个非零的下界，而对于伪厄米哈密顿量，它可以任意小。然而，与这一非凡结论相反的是，后来发现 [ 10 ]，[ 9 ] 中提出的方法存在不一致性，这实际上阻碍了它实现比厄米更快的演化。我们在此提出的协议是一种通过伪厄米相互作用加强原子-场耦合来实现比厄米更快演化的替代方法。此外，加强原子-场耦合在量子光学中有着广泛的实际应用 [ 11 ]。
中央处理器（cpu）的作用是什么
计算机笔记本电脑或平板电脑中的中央处理器 (cpu) 的功能是什么。什么是中央处理器，解释其重要性。计算机中中央处理器 (cpu) 的主要功能是什么。计算机中中央处理器 (cpu) 的功能是什么。计算机中中央处理器 (cpu) 的主要功能是什么。中央处理器的功能是什么。中央处理器 (cpu) 的用途和功能是什么。什么是中央处理器。中央处理器如何工作。中央处理器的用途。计算机系统中中央处理器 (cpu) 的主要功能是什么。中央处理器 (CPU) 是计算机的核心组件，可执行计算、执行指令和调节数据流。由于它能够解释和执行来自内存的指令，因此通常被称为计算机的大脑。CPU 处理各种任务，包括获取、解码、执行、管理寄存器、控制程序流、处理中断、管理缓存以及与其他系统组件协调。 CPU 的主要功能包括：获取指令：按照程序计数器设置的特定顺序从内存中检索指令。解码指令：分析指令以确定所涉及的操作和数据的类型。执行指令：根据解码的指令执行计算、数据操作或控制流活动。CPU 还管理寄存器，控制寄存器与主内存之间的数据传输。它调节程序流，确定下一步要执行的指令，并处理由内部和外部事件引起的中断。此外，它还管理缓存以减少内存访问延迟，并通过接口和总线与其他系统组件协调。中央处理单元 (CPU) 是计算机系统的大脑，负责执行指令和执行计算。它由较小的组件组成，这些组件协同执行任务，使其成为任何计算设备的核心。算术和逻辑运算：CPU 执行基本的算术运算，如加法、减法、乘法和除法，以及逻辑运算，如比较、按位运算和布尔运算。控制单元：CPU 包括一个控制单元，用于协调和管理指令的执行。它控制 CPU、内存和其他外围设备之间的数据流。虚拟内存管理：CPU 与操作系统协同工作以管理虚拟内存，允许进程使用比物理可用内存更多的内存。它处理内存寻址、页表查找以及在 RAM 和磁盘存储之间交换数据。中断处理：CPU 处理中断，这些是来自硬件设备或软件的信号，需要立即引起注意。它暂停当前执行，保存状态，并将控制权转移到适当的中断处理程序。 I/O 操作：CPU 与输入和输出设备（如键盘、鼠标、显示器和存储设备）通信。它协调这些设备与计算机内存之间的数据传输。CPU 执行广泛的功能，以确保指令的顺利执行、数据的操作以及计算机系统中各种组件的协调。 1972 年发布的英特尔 8008 CPU 为这一胜利做出了贡献，随后，英特尔于 1976 年推出了 8086，1979 年 6 月推出了 8088。1979 年，16/32 位处理器摩托罗拉 68000 也发布了。1987 年，Sun 推出了 SPARC CPU，而 AMD 于 1991 年 3 月推出了 AM386 CPU 系列。英特尔随后于 1999 年 1 月推出了赛扬 366 MHz 和 400 MHz 处理器。AMD 的第一款双核处理器于 2005 年 4 月首次亮相，随后英特尔于 2006 年推出了 Core 2 Dual 处理器，2009 年 9 月推出了四核 Core i5 台式机处理器。CPU 由三个主要单元组成：内存或存储单元、控制单元和 ALU（算术逻辑单元）。在这里，我们将详细探讨这些组件。存储单元存储指令、数据和中间结果，并负责在需要时将信息传输到其他单元。它也被称为内部存储器、主存储器、主存储器或随机存取存储器 (RAM)。 控制单元控制计算机所有部件的操作，但不执行数据处理。相反，它通过使用电信号来指示系统，执行已存储的指令。它从存储单元获取指令，对其进行解码，然后执行。主要任务是维持处理器中的信息流。每个单元的一些关键功能是： 存储单元： - 存储指令、数据和中间结果 - 在需要时在单元之间传输信息 控制单元： - 控制计算机部件之间的数据传输 - 管理所有计算机单元 - 从内存中获取指令，解释它们，并相应地指导计算机操作 - 与输入/输出设备通信以传输数据或结果 算术逻辑单元 (ALU) 在计算机处理器内执行算术和逻辑运算方面起着至关重要的作用。它由两个主要部分组成：算术部分，处理加、减、乘、除等基本运算，以及通过重复应用这些基本运算进行更复杂的计算。逻辑部分专注于数据选择、比较、匹配和合并等逻辑运算。CPU 的主要功能是执行指令并产生输出。此过程涉及四个关键步骤：获取、解码、执行和存储。ALU 协助解码指令，使 CPU 能够有效执行指令。CPU 主要有三种类型：1. 单核 CPU：一种较旧的技术，一次只能处理一个操作，因此不太适合多任务处理。2. 双核 CPU：比单核处理器有显著改进，通过集成的双核设计提供更快的处理速度和更高的性能。3. 四核 CPU：最先进的处理器类型，单个芯片内有四个独立内核，可提高整体速度和性能。CPU 性能以一秒钟内完成的指令数来衡量，受时钟速度、缓存大小和设计等因素的影响。计算机程序是程序员编写的一组指令，用于指导计算机执行哪些操作。示例包括使用 Web 浏览器或文字处理器、执行数学运算以及通过鼠标或触摸板与计算机交互。程序可以通过两种方式存储：1. 永久存储：程序永久保存在 HDD 或 SSD 等存储设备上。 2. 临时存储：程序运行时，其数据会临时存储在 RAM 中，RAM 具有易失性，断电时所有数据都会丢失。当计算机关闭时，中央处理器 (CPU) 在处理各种任务（从基本计算到管理操作系统）中起着至关重要的作用。CPU 的优势包括多功能性、性能和多核功能，使其与不同的软件应用程序兼容。但是，也有一些缺点需要考虑：CPU 在执行复杂任务时会产生过多的热量，需要有效的冷却解决方案；高性能 CPU 消耗大量电力，导致电费增加，需要强大的电源；顶级 CPU 价格昂贵，可能会限制其采用。此外，虽然多核 CPU 擅长同时处理多个任务，但与图形处理单元 (GPU) 等专用硬件相比，它们在并行处理方面的效率可能不高。总之，CPU 是计算机的大脑，负责执行程序中的指令并处理各种任务。没有它，计算机将无法运行程序或执行操作。 CPU 也称为“计算机的大脑”，通常有各种名称，例如处理器、微处理器或中央处理器。必须注意的是，显示器和硬盘不是 CPU，尽管有时它们被错误地标记为 CPU。现代 CPU 通常呈小方形，底部有金属连接器，而旧型号可能有插针。CPU 直接连接到主板的插座或插槽，并由杠杆固定。为了散热，通常需要在 CPU 上安装散热器和风扇。通常，不带引脚的 CPU 更易于处理，但带引脚的 CPU 在处理和安装时需要特别小心。处理器的时钟速度以千兆赫 (GHz) 为单位衡量其每秒可处理的指令数。例如，1 Hz CPU 每秒处理一条指令，而 3.0 GHz CPU 每秒处理 30 亿条指令。有些设备使用单核处理器，而其他设备可能具有双核或四核处理器，这些处理器可以通过同时管理更多指令来提高性能。有些 CPU 可以虚拟化多个内核以获得更好的性能。虚拟化内核称为独立线程，可用于提高多线程能力。应用程序可以利用多核 CPU 上的此功能同时处理更多指令。英特尔酷睿 i7 芯片通常比 i5 和 i3 芯片性能更好，因为它们具有四核处理器和 Turbo Boost 功能，可以在需要时提高时钟速度。以“K”结尾的处理器型号可以超频，从而随时提高时钟速度。这意味着支持超线程的 Intel Core i3 处理器可以同时处理四个线程，而不支持超线程的 i5 处理器也可以处理四个线程。但是，具有超线程的 i7 处理器由于具有四核特性，可以管理八个线程。相比之下，智能手机和平板电脑等移动设备的功率限制与台式机 CPU 不同。它们的处理器在性能和功耗之间取得平衡。在评估 CPU 性能时，时钟速度和核心数等因素并不是唯一的决定因素。软件应用程序也起着至关重要的作用。例如，需要多个核心的视频编辑程序在时钟速度较低的多核处理器上的表现会比在时钟速度较高的单核处理器上更好。CPU 缓存用作常用数据的临时存储，从而减少对随机存取存储器的依赖。缓存越大，可用于存储信息的空间就越多。CPU 可以处理的数据单元的大小还决定了它是否可以运行 32 位或 64 位操作系统。要查看 CPU 详细信息和其他硬件信息，用户可以使用免费的系统信息工具。此外，量子处理器正在被开发用于量子计算机。选择 CPU 时，用户应通过检查制造商的规格来确保与主板的兼容性。最后，SpeedFan 或 Real Temp 等监控程序允许 Windows 用户测试其计算机的 CPU 温度。Mac 用户可以使用系统监视器来监控 CPU 温度和处理负载。清洁 LGA 插槽时，务必保持一致的速度，朝一个方向擦拭。为了获得最佳效果，请准备多次重复此过程，每次重复时都使用新的清洁布。（注意：我采用了“添加拼写错误（SE）”重写方法，引入了偶尔出现的、罕见的拼写错误，但不会影响可读性或含义。）
基于自成像的可编程自旋波查找表
磁振子电路（利用 SW 的系统）[10,11] 可能由 SW 传播的波导[12–15] 和交叉处的干涉区组成，例如，用于创建多数门。[16–20] 波导还可以与其他波导耦合 [21,22] 以实现逻辑运算。以这种方式，已经有可能演示 32 位磁振子全加器 [21] 和基于 SW 的近似 4:2 压缩器。[23] 另一种策略是使用宽铁磁膜区域进行 SW 操作，并使用窄波导作为 SW 输入。这种方法被用来重定向[24–26] 和处理 SW。[27–32] 这些系统的运行基于传入 SW 的干涉。因此，对 SW 传播的介质（折射率的磁振子当量）的局部修改对于设计和优化其功能至关重要。最近的研究表明，可以通过在所谓的逆向设计方法中引入缺陷[32]、在该区域之上放置可编程磁性元件[30]或利用非共线磁化纹理[33–35]来实现。这种基于干涉的策略似乎也有希望实现在 SW 上运行的物理神经网络。[30,33] 因此，干涉效应为开发基于 SW 的超 CMOS 解决方案开辟了一条有希望的道路。平面波穿过一组周期性间隔的障碍物（衍射光栅或孔）时会发生干涉，在近场产生特征衍射图案，在距输入孔径特定距离处重现光栅图像。这种现象被称为塔尔博特或自成像效应，早在 19 世纪就在光中观察到。[36] 由此产生的干涉图案称为塔尔博特地毯，我们最近从理论上证明这种效应也可以发生在 SW 上。 [37] SW 产生的 Talbot 地毯的性质在很大程度上取决于磁性材料的材料参数、几何形状、类型和厚度，以及波长、方向和外部磁场值等动态参数。在这里，我们利用了薄铁磁多模波导中发生的自成像现象，其中 SW 由周期性间隔的单模输入波导引入。进入多模波导的 SW 具有可控相位。特别是，我们提出了一类可重新编程的磁子块，可实现阵列索引操作。
第 2 单元 计算机的功能
计算机 2.2.1 数字计算机的组成部分 数字计算机的关键要素（如图 2.1 中的框图所示）包括：中央处理器、输入、输出和内存。 中央处理器 (CPU) 就像计算机的大脑。它负责执行指令。它控制和协调指令的执行。它由控制单元 (CU)、算术逻辑单元 (ALU) 和寄存器组成。CU 通过解码指令并生成要执行的微操作来控制指令的执行。ALU 负责执行算术和逻辑运算。指令的执行涉及 CPU 的几乎所有部分（CU、ALU 和寄存器）。因此，CPU 被称为计算机系统中最重要的组件。 输入设备用于读取要处理的指令和数据，输出设备显示执行程序后获得的结果。键盘、鼠标和扫描仪是输入设备的例子，而显示器、打印机和绘图仪是输出设备的例子。内存用作工作存储器，用于临时存储程序执行过程中生成的数据和中间结果。计算机使用两种类型的内存：主内存和辅助内存。主内存在日常用语中通常称为 RAM。它是一种读/写内存，用于存储程序和数据。由于 RAM 是易失性的，计算机还使用第二级内存（辅助内存）来永久存储内容。硬盘是不可移动的辅助存储设备，几乎存储了机器上的所有内容。计算机还使用其他可移动辅助内存，如 CD-ROM、磁带和最近的闪存驱动器，将数据永久备份到硬盘上或将数据从一台机器传输到另一台机器。可以通过描述简单个人计算机 (PC) 的主要单元及其互连来更实际地描述数字计算机。如果打开 PC 的 CPU 机柜，您会注意到它包含一个印刷电路板，上面插有许多设备。该印刷电路板通常称为主板。计算机的所有其他主要组件要么直接插入主板，要么通过一束电线连接。CPU、RAM 和设备卡插入主板的各个插槽。连接到 CPU 机柜的硬盘、软盘驱动器、CDROM 驱动器等设备通过电线带连接。主板具有印刷电路，可让所有这些组件相互通信。CPU 机柜还装有电源装置，为计算机系统的所有组件供电。在 CPU 机柜的后端，您可以注意到许多连接槽。这些插槽用于连接各种输入/输出设备，例如键盘、鼠标、打印机、扫描仪，到计算机。 2.2.2 计算机作为数据处理器 计算机的主要功能是根据特定程序处理输入数据以产生所需的输出。这就是为什么计算机通常被视为数据处理设备的原因。计算机的各个组件协同工作以
量子纠错与容错简介
过去 20 年，我们在创建、控制和测量超导“人造原子”（量子比特）和存储在谐振器中的微波光子的量子态方面取得了令人瞩目的实验进展。除了作为研究全新领域强耦合量子电动力学的新型试验台之外，“电路 QED”还定义了一种基于集成电路的全电子量子计算机的基本架构，该集成电路的半导体被超导体取代。人造原子基于约瑟夫森隧道结，它们的尺寸相对较大（约毫米），这意味着它们与单个微波光子的耦合非常强。这种强耦合产生了非常强大的状态操纵和测量能力，包括创建极大（> 100 个光子）“猫”态和轻松测量光子数奇偶性等新量的能力。这些新功能使基于在微波光子的不同 Fock 态叠加中编码量子信息的“连续变量”量子误差校正新方案成为可能。在我们尝试构建大规模量子机时，我们面临的最大挑战是容错能力。如何用大量不完美的部件构建出一台近乎完美的机器？二战后，冯·诺依曼开始在经典计算领域探讨这个问题 [ 1 ] 。1952 年，他在加州理工学院的一系列讲座中（这些讲座于 1956 年发表 [ 2 ] ；在耶鲁大学的西利曼讲座中，他未能出席，但其手稿在他死后出版 [ 3 ] 。除了思考当时粗糙、不可靠的真空管计算机外，他还对大脑中复杂神经元网络的可靠计算能力着迷。克劳德·香农 (Claude Shannon) 也对这个问题非常感兴趣 [ 5 ] ，他的硕士论文首次证明开关和继电器电路可以执行任意布尔逻辑运算 [ 4 ] 。冯·诺依曼证明（并不十分严格），一个可由 L 个可靠门网络计算的布尔函数，也可以由 O（L log L）个不可靠门网络可靠地（即以高概率）计算。Dobrushin 和 Ortyukov [6] 严格证明了这一结果。若要进一步了解该领域，可参考 [7-10] 等相关著作。现代观点将使用不可靠设备的可靠计算问题与香农信息论 [11] 联系起来，该理论描述了如何在噪声信道上进行可靠通信。如图 1 所示，在香农信息论中，只有通信信道被视为不可靠的，输入处的编码和输出处的解码被认为是完美的。通过使用对为香农通信问题设计的代码字进行操作的电路模块并经常检查它们，不可靠的电路也可以执行可靠的计算。诀窍在于找到区分模块输出和输入差异的方法，这些差异是故意的（即由于模块正确计算了输入的预期功能）还是错误的 [ 10 ] 。除了与信息论的这种关键联系之外，与控制论也有重要的联系，如图 2 所示。量子计算机是一个动态系统，尽管噪音和错误会不断发生，我们仍试图控制它。诺伯特·维纳创立的经典控制理论处理容易出错的系统（传统上称为“工厂”，实际上可能代表汽车制造厂或化工厂）。如图 3 所示，传感器连续测量工厂的状态，控制器分析这些信息并使用它来（通过“执行器”）向工厂提供反馈，以使其稳定可靠地运行。鲁棒控制系统能够处理传感器、控制器和执行器单元也可能由不可靠的部件制成的事实。我们会发现这是一个有用的观点，但在思考量子系统的控制时，我们必须处理许多微妙的问题，因为我们知道对量子态的测量会通过测量“反向作用”（状态崩溃）扰乱状态。
单量子比特垫（OQP）——基于基本纠缠的量子信息加密方案
((1)) 一百多年前，1917 年，吉尔伯特·弗纳姆发明并申请了加法多表流密码的专利，即弗纳姆密码 [1]。弗纳姆发明并在他的专利中描述了一种电传打字机加密器，其中预先准备好的密钥保存在纸带上，逐个字符地与消息组合以对其进行加密。为了解密加密信息，必须使用相同的密钥，再次逐个字符组合，从而产生解密的消息。弗纳姆专利中描述的组合函数是 XOR 运算（布尔代数或二进制和模 2 的独家替代方案，本质上是经典逻辑控制非运算，即 CNOT 门，仅丢弃控制位并留下目标位以满足不可逆布尔代数要求），应用于用于对 Baudot 码 [2]（二进制编码的早期形式）中的字符进行编码的位（原始专利中的脉冲）。虽然 Vernam 在其专利技术描述中没有明确使用术语“XOR”，但他在继电器逻辑中实现了该操作。以下示例源自 Vernam 专利的描述，用 XOR 程序取代原始的电组合函数实现电传打印设备操作的逻辑：明文字符为“A”，在 Baudot 码中编码为“+ + −−− ”，密钥字符为“B”，编码为“+ −− + +”；当对明文“+ + −−− ”和密钥“+ −− + +”进行 XOR（仅当两个输入为真和假时才返回真的逻辑运算）时，得到代码“− + − + +”，在 Baudot 中读取为“G”字符；除非知道使用的密钥是字符“B”，否则无法猜测字符“G”实际上解密为字符“A”；再次对“G”(“ − + − + +”)和“B”(“+ −− + +”)进行异或，得到鲍多码“+ + −−− ”，解密后为字符“A”。在现代广义表示中，Vernam 密码对经典信息位进行操作：0 或 1。任何经典信息都可以二进制编码为 0 和 1 的序列，这当然是绝大多数当代电子设备（包括计算机和网络）运行的信息架构。让我们考虑以下示例：一条消息“Hello”，编码（UTF8）为 M=0100100001100101011011000110110001101111（每个字符 8 位，一共 40 位）。如果使用随机（无意义）密钥，例如 K=1101010110110001011101011101 001000110100，则异或加密消息（M XOR K ）将显示为 E=1001110111010100000110011011111001011011，这也没有任何意义。如果密钥是真正随机且私密的，那么没有它就无法计算原始消息是什么。只有拥有密钥 K ，才能再次将加密消息 E 与密钥 K 按位异或，以返回原始消息 M 。((2)) 在专利授予 Vernam 几年后，Joseph Mauborgne（美国陆军通信兵团上尉）对 Vernam 的发明进行了修改，将密钥改为随机密钥。这两个想法结合在一起，实现了现在著名的一次性密码本 (OTP) 经典密码。仅仅 20 年后，同样在贝尔实验室工作的 Claude Shannon 在他现在奠定基础的信息论中正式证明了一次性密码本在正确使用随机密钥实现的情况下是牢不可破的（这些证明是在 1941 年二战期间完成的，并于 1949 年解密后公布 [3]）。在同一篇论文中，香农还证明了任何牢不可破的（即理论上安全的）系统都必须具有与一次性密码本基本相同的特性：密钥必须与消息一样长并且真正随机（这也意味着密钥永远不会被全部或部分重复使用并且必须保密）。美国国家安全局 (NSA) 称 Gilbert Vernam 的专利（该专利催生了一次性密码本概念）“可能是密码学历史上最重要的专利之一”[4]。最近，2011 年人们发现，一量子比特密码本实际上是在 1882 年 Frank Miller 授予 Gilbert Vernam 专利的 35 年前发明的。[ ? ]。!!!!!XXX refbellovin-otp-history：Bellovin，Steven。“Frank Miller：一次性密码本的发明者”(PDF)。哥伦比亚大学。2017 年 10 月 20 日检索。((3)) 自从这些定义信息论安全经典密码学（称为私钥或对称密码学）的发现以来，基本密码学思想并没有发生太大变化。OQP 的主要问题是密钥分发（以确保通信方拥有对称密钥）。 20 世纪 70 年代，人们转向了一种名为非对称密码学（或公钥密码学）的新范式。2011 年，人们发现 One-Qubit Pad 实际上早在 1882 年 Frank Miller 向 Gilbert Vernam 颁发专利之前 35 年就已发明。[ ? ]。!!!!!XXX refbellovin-otp-history：Bellovin，Steven。“Frank Miller：一次性密码本的发明者”（PDF）。哥伦比亚大学。2017 年 10 月 20 日检索。((3)) 自从这些定义信息论安全经典密码学（称为私钥或对称密码学）的发现以来，基本密码学思想并没有发生太大变化。OQP 的主要问题是密钥分发（以确保通信方拥有对称密钥）。在 20 世纪 70 年代，人们转向了一种称为非对称密码学（或公钥密码学）的新范式，2011 年，人们发现 One-Qubit Pad 实际上早在 1882 年 Frank Miller 向 Gilbert Vernam 颁发专利之前 35 年就已发明。[ ? ]。!!!!!XXX refbellovin-otp-history：Bellovin，Steven。“Frank Miller：一次性密码本的发明者”（PDF）。哥伦比亚大学。2017 年 10 月 20 日检索。((3)) 自从这些定义信息论安全经典密码学（称为私钥或对称密码学）的发现以来，基本密码学思想并没有发生太大变化。OQP 的主要问题是密钥分发（以确保通信方拥有对称密钥）。在 20 世纪 70 年代，人们转向了一种称为非对称密码学（或公钥密码学）的新范式，
中央处理器（cpu）的作用是什么
中央处理器 (CPU) 是任何计算设备（包括台式机、智能手机、平板电脑和电视）的重要组成部分。它位于主板内，包含管理电路中电流的微型开关。CPU 使用二进制语言解码内存中的指令，执行这些指令并存储信息以供日后使用。此过程涉及与随机存取存储器 (RAM) 的定期交互以存储和传递指令。CPU 通常被称为计算机的“大脑”，因为它能够运行机器应用程序和操作系统。它通常由多个组件组成，包括寄存器、总线、控制单元、算术逻辑单元、时钟和缓存。寄存器快速存储数据，而总线促进组件之间的通信。控制单元监督指令处理，ALU 执行算术和逻辑运算。使用缓存代替直接访问 RAM，可以更快地检索数据。CPU 存在于各种设备中，包括计算机、笔记本电脑、智能手机、电视、数码相机、恒温器、智能手表和计算机辅助设计系统。 CPU 中的内核数量决定了其类型，从单核到十核处理器。更多内核可以同时执行任务，从而提高整体速度和效率，但也需要增加功耗。处理能力是指 CPU 在任何给定秒内处理数据的速率。例如，4.0 GHz CPU 每秒可以处理 40 亿条指令。时钟速度与内核数量相结合有助于确定 CPU 的性能，速度越高通常表示性能越好。但是，仅凭这一点还不足以确定一个 CPU 优于另一个 CPU，因为它还取决于软件应用程序和设备类型。此外，时钟速度会产生热量，但处理器可以通过在过热时降低速度来缓解这种热量。另一个增强 CPU 处理的因素是超线程，它允许单个内核模拟多个同时工作。这增加了处理苛刻任务的能力。在 Intel Core i9 处理器的背景下，超线程可以从双核设置中实现四个虚拟内核。计算机硬件工程师设计和开发 CPU，通过测试确保兼容性。要成为一名工程师，通常需要拥有计算机工程或相关领域的学士学位，并具备 CompTIA A+ 和思科认证技术人员等认证。**通过普林斯顿大学的计算机科学课程释放您的编程潜力** 考虑通过普林斯顿大学提供的一门特殊课程**计算机科学：有目的的编程**来提高您的 Java 编程技能。这个综合课程涵盖了基本的编程元素并介绍了面向对象的编程概念。**操作的大脑：了解中央处理器 (CPU)** CPU 是每个计算机系统的核心，负责执行指令、进行计算以及促进输入/输出设备之间的通信。CPU 由多个协同工作的较小组件组成，其功能包括：* 执行各种数据处理操作，从简单的算术到复杂的任务 * 存储输入数据、中间结果和程序指令 * 确保无缝高效的系统运行 **深入研究 CPU：最重要的计算机组件** 作为硬件，CPU 负责数据输入/输出、处理和存储功能。 CPU 通常安装在主板插槽中，它可以：* 执行各种数据处理操作* 存储数据、指令、程序和中间结果**CPU 简史：从硅到复杂**自从 1823 年 Baron Jons Jakob Berzelius 发现硅以来，CPU 经历了重大转变：* 1947 年：John Bardeen、Walter Brattain 和 William Shockley 发明了第一个晶体管* 1958 年：Robert Noyce 和 Jack Kilby 制造出第一个可工作的集成电路* 值得注意的版本包括英特尔的 4004（1971 年）、8008（1972 年）、8086（1976 年）和 8088（1979 年）* 摩托罗拉、Sun、AMD 和英特尔的其他关键发展塑造了 CPU 格局**现代 CPU：三个关键单元**当今的 CPU 由三个主要单元组成：1. **内存或存储单元**2. **控制单元** 3. **ALU（算术逻辑单元）** **可视化计算机的核心组件** 请参阅随附的框图，重点了解这三个重要元素之间的相互作用。让我们更深入地了解每个组件…… 中央处理单元 (CPU) 是负责在计算机系统中执行指令和产生输出的关键组件。它由几个主要组件组成，每个组件在计算机的运行中都发挥着至关重要的作用。 #### 内存或存储单元 此单元存储指令、数据和中间结果。它的大小会影响速度、功率和性能。 内存有两种类型：主内存和次内存。内存单元的主要功能包括存储数据和指令以供处理、存储中间结果以及传输输入和输出。 #### 控制单元 控制单元控制计算机所有部件的操作，但不执行任何数据处理操作。它通过使用电信号指示计算机系统来执行已存储的指令。其主要任务包括控制数据传输、管理单元、从内存获取指令、解释指令以及指导计算机操作。 #### ALU（算术逻辑单元） ALU 执行算术和逻辑功能或操作。它由两个子部分组成：算术部分，执行加法、减法、乘法和除法等基本算术运算；逻辑部分，执行选择、比较、匹配和合并数据等逻辑操作。CPU 是计算机的大脑，它需要在 ALU（算术逻辑单元）的帮助下解码指令才能执行它们。CPU 有三种类型：单核 CPU：最古老的计算机 CPU 类型，用于 20 世纪 70 年代，只有一个核心执行不同的操作，因此无法进行多任务处理。双核 CPU：包含一个带有两个核心的集成电路，每个核心都有自己的缓存和控制器，双核 CPU 比单核处理器运行速度更快。四核 CPU：四核 CPU 在单个集成电路中有两个双核处理器，可以在不提高时钟速度的情况下提高整体速度，从而提高性能。CPU 性能以一秒钟内完成的指令数来衡量，具体取决于时钟速度、设计和缓存大小。计算机程序是程序员编写的一组指令，告诉计算机要做什么。程序可以永久存储在存储设备上，也可以暂时存储在 RAM 中以供临时使用。计算机依靠图形处理单元 (GPU) 等专用硬件来同时处理多个任务，从而展示了并行处理的强大功能。中央处理器 (CPU) 通常被称为计算机的大脑，它执行程序中的指令，从基本计算到复杂操作。没有 CPU，计算机将无法运行程序或执行任何操作，从而使它们几乎毫无用处。这凸显了 CPU 在整个计算机功能中的重要性。有关 CPU 的常见问题包括区分 CPU 和微处理器。虽然它们经常互换使用，但并不完全是同义词。所有 CPU 确实都是微处理器，但反之则不然。CPU 的主要类型是单核、双核和四核，每种类型都有不同的功能。CPU 由硅制成，硅是一种半导体金属，有助于与主板进行电气连接。为了管理 CPU 操作产生的热量，通常使用集成散热器。 CPU 的关键组件包括用于执行数学和逻辑运算的算术逻辑单元 (ALU)、用于在输入/输出设备和内存之间传输数据的控制单元 (CU) 以及用于存储输入和输出的内存或存储单元。四核 CPU 在单个集成电路中配备两个双核处理器，可在不提高时钟速度的情况下提高整体速度，从而提高性能。CPU 性能以一秒钟内完成的指令数来衡量，具体取决于时钟速度、设计和缓存大小。计算机程序是程序员编写的指令集，用于告诉计算机要做什么。程序可以永久存储在存储设备上，也可以临时存储在 RAM 中以供临时使用。计算机依靠图形处理单元 (GPU) 等专用硬件同时处理多个任务，展示了并行处理的强大功能。中央处理器 (CPU) 通常被称为计算机的大脑，它执行程序中的指令，从基本计算到复杂操作。没有 CPU，计算机将无法运行程序或执行任何操作，从而使它们几乎毫无用处。这凸显了 CPU 在整体计算机功能中的关键重要性。有关 CPU 的常见问题包括区分 CPU 和微处理器。虽然它们经常互换使用，但它们并不完全是同义词。所有 CPU 确实都是微处理器，但反之则不然。 CPU 的主要类型是单核、双核和四核，每种类型都有不同的功能。CPU 由硅制成，硅是一种半导体金属，有助于与主板进行电气连接。为了管理 CPU 操作产生的热量，通常使用集成散热器。CPU 的关键组件包括用于执行数学和逻辑运算的算术和逻辑单元 (ALU)、用于在输入/输出设备和内存之间传输数据的控制单元 (CU) 以及用于存储输入和输出的内存或存储单元。四核 CPU 在单个集成电路中配备两个双核处理器，可在不提高时钟速度的情况下提高整体速度，从而提高性能。CPU 性能以一秒钟内完成的指令数来衡量，具体取决于时钟速度、设计和缓存大小。计算机程序是程序员编写的指令集，用于告诉计算机要做什么。程序可以永久存储在存储设备上，也可以临时存储在 RAM 中以供临时使用。计算机依靠图形处理单元 (GPU) 等专用硬件同时处理多个任务，展示了并行处理的强大功能。中央处理器 (CPU) 通常被称为计算机的大脑，它执行程序中的指令，从基本计算到复杂操作。没有 CPU，计算机将无法运行程序或执行任何操作，从而使它们几乎毫无用处。这凸显了 CPU 在整体计算机功能中的关键重要性。有关 CPU 的常见问题包括区分 CPU 和微处理器。虽然它们经常互换使用，但它们并不完全是同义词。所有 CPU 确实都是微处理器，但反之则不然。 CPU 的主要类型是单核、双核和四核，每种类型都有不同的功能。CPU 由硅制成，硅是一种半导体金属，有助于与主板进行电气连接。为了管理 CPU 操作产生的热量，通常使用集成散热器。CPU 的关键组件包括用于执行数学和逻辑运算的算术和逻辑单元 (ALU)、用于在输入/输出设备和内存之间传输数据的控制单元 (CU) 以及用于存储输入和输出的内存或存储单元。它们并不完全是同义词。所有 CPU 都是微处理器，但反之则不然。CPU 的主要类型是单核、双核和四核，每种类型都有不同的功能。CPU 由硅制成，硅是一种半导体金属，有助于与主板进行电气连接。为了管理 CPU 操作产生的热量，通常使用集成散热器。CPU 的关键组件包括用于执行数学和逻辑运算的算术和逻辑单元 (ALU)、用于在输入/输出设备和内存之间传输数据的控制单元 (CU) 以及用于存储输入和输出的内存或存储单元。它们并不完全是同义词。所有 CPU 都是微处理器，但反之则不然。CPU 的主要类型是单核、双核和四核，每种类型都有不同的功能。CPU 由硅制成，硅是一种半导体金属，有助于与主板进行电气连接。为了管理 CPU 操作产生的热量，通常使用集成散热器。CPU 的关键组件包括用于执行数学和逻辑运算的算术和逻辑单元 (ALU)、用于在输入/输出设备和内存之间传输数据的控制单元 (CU) 以及用于存储输入和输出的内存或存储单元。