传统计算机基于经典物理定律工作,而量子计算机则基于量子力学定律,并根据量子力学原理处理量子力学状态,例如: B.叠加原理或纠缠原理。它不是对位进行操作,而是对量子位进行操作,量子位也称为量子比特(或不太常见的量子位)。量子比特代表最简单的非平凡量子系统,它原则上可以假设无数种不同的状态,从这个意义上讲,也可以同时处于这些状态(或“量子并行”)。这为可预测性开辟了新的可能性和方法。由于其复杂的设计和特性,量子计算机主要适用于解决传统计算机无法解决或过于复杂的任务,例如: B.自然科学和工程科学领域的模拟任务、物流和金融领域的优化任务、人工智能背景下的机器学习,以及
量子理论推动了量子技术的发展,量子技术的进步也进一步增强了我们对量子理论的理解。在这些技术中,量子计算具有特殊的重要性,因为它基于量子态概念,即量子比特或量子位。为了推进量子计算,加深对量子场论的理解至关重要。在这封信中,我们将量子理解定义为迈向这一目标的第一步。从经典感知过渡到量子感知至关重要,因为在构建量子计算机时,保持经典观点会带来许多挑战。然而,采用量子思维可以减轻这些困难。这封信将首先通过研究经典理解的过程来介绍量子感知,以及这种新的思维方式如何改变我们对自然的看法。我们将讨论这种思维转变如何为量子技术和量子计算的实现提供更好的概念理解。
作为随机分析中过渡矩阵的自然推广,量子通道是完全正向的、保持迹的映射。量子通道通常会改变系统的量子特性,例如引起量子态的退相干[1,2]、破坏量子关联[3–6]。从信息角度表征量子通道已经取得了丰硕的成果,量子通道的纠缠能力[7]、去相干能力[8]、相干和退相干能力[9–14]、量子性产生能力[15]等都已被研究。本文通过分析集合中量子性的动态特性,提出了一个定性和定量表征量子通道的框架。量子集合 E = { ( pi , ρ i ) , i ∈I} 由一族量子态和一个表示每个状态出现概率的概率分布表示 [16]。量子集合自然出现在量子力学和统计物理学中,是量子信息学中一个基本而实用的对象,尤其是在量子测量和量子通信中 [17–23]。只要所涉及的量子态不交换,量子集合就具有某种固有的量子特性,在量子集合中称为量子性。它在量子密码学和其他各种量子信息处理任务中起着核心作用。人们从不同的角度提出了各种量子性测度,如通过交换子 [ 24 , 25 ] 的测度,基于不可克隆和不可广播的测度 [ 19 ],从可访问信息的角度定义的测度 [ 24 ],以及通过相对熵 [ 26 ] 和相干性 [ 27 , 28 ] 的测度。一般来说,在进行量子信道之后,量子集合中的量子性会发生变化。研究量子信道能够引入或减少的最大值是理所当然的。本文利用基于交换子的易于计算的量子性测度 [ 24 ],从量子功率和反量子功率的角度研究了量子信道的表征,它们分别量化了量子信道能够引入和减少的最大量子性。与文献 [ 3] 的结果相比, [ 29 ] 其中,通道的量子性定义为
摘要::量子技术的开发将在使用量子算法,复杂物理和生物系统的创建和建模,新的传输,接收和处理信息的新观点,创建和建模。反过来,这将推动在社会的科学,技术,经济和社会领域中开发大量应用。量子密码学是一种基于量子物理的某些现象的通信保护方法。与传统的密码学不同,该密码学使用数学方法来确保信息的保密性,量子密码学集中于物理学,其中使用量子力学对象携带信息。发送和接收的过程始终是通过物理手段进行的,例如使用电流中的电子或光纤通信线中的光子。在此过程中,确定了当前情况,并遇到问题,并尝试解决有关这些问题的解决方案建议。关键词:量子加密,量子通信,量子计算,量子问题,量子解决方案。
量子计算正在通过增强机器学习和数据解密逐步改善数字通信的总体状况;量子计算在操作上比传统计算机高效得多。后者基于基于位的计算,而现代量子计算机利用量子力学,通过“量子位”作为基本数据单元,可以在与传统计算机相同的时间内更高效地运行数百万次操作(也称为“门”)。这种增强的计算能力使量子计算既成为数字增强向 Web 3.0 过渡的渠道,也成为一项不容忽视的挑战,如果量子计算被用来破坏加密信息和通信,威胁国家安全。
我们目前在量子计算机方面所掌握的知识以及量子计算机最可能的架构可能在未来能够破解 RSA 2048。在传统计算机中,两个比特代表四比特信息中的任何一个,而在量子中,由于叠加,它可以代表所有四种状态。对于“n”量子比特系统,它类似于 2n 个经典比特。量子隐形传态、量子纠缠等使得破解现有密码系统成为可能。Shor 算法用于整数分解,这对于量子计算机来说是多项式时间。这可能对 RSA 安全性构成威胁。本文介绍了 Shor 算法的 matlab 实现。使用经典方法获取函数周期,因为经典计算机不涉及量子现象。随着迭代次数的增加,获得“n”的精确因子的概率急剧增加。本文还讨论了制作量子比特的流行方法,例如基于硅的量子比特,其中电子被放入用作晶体管的纳米材料中。在超导电路方法中,绝缘体用作两层金属之间的夹层。被 Google、IBM、Intel、Microsoft 使用。在 Flux 量子比特方法中,使用非常小尺寸的超导金属环。本文还讨论了量子证明算法,例如基于格的密码学使用了好基和坏基的概念。在带错误学习方法中,如果我们的方程多于变量,则它是过度定义的系统。在基于代码的密码学中,一些矩阵允许有效的错误校正(好矩阵),但大多数矩阵不允许(坏矩阵)使用概念。在基于哈希的签名方案中,有长签名或密钥,但它们是安全的。还讨论了多元量子证明算法。摘要最多应包含 300 个字。摘要中不应提及缩写。简要总结您的研究工作。