1 引言 量子最优控制理论 (QOCT) 是指一套设计和实现外部电磁场形状的方法,这些电磁场以最佳方式操纵原子或分子尺度上的量子动力学过程 [246]。它建立在更通用的控制理论的基础上,控制理论是在应用数学、工程学和物理学交叉领域发展起来的,涉及操纵动态过程以实现特定任务。主要目标是使所研究的动态系统以最优方式运行并达到其物理极限,同时满足现有设备施加的约束。量子过程也不例外,但控制理论的某些方面必须进行调整,以考虑到量子世界的特殊性。过去几年中,QOCT 已成为新兴量子技术不可或缺的一部分 [6],证明了控制将科学知识转化为技术 [246]:如果叠加原理是量子力学的核心特征,那么量子控制就是叠加原理在起作用。量子技术需要相对隔离良好、特性良好的量子系统。与化学反应动力学等使用 QOCT 的其他领域相比,这一特性使其成为 QOCT 的理想试验台。另一方面,QOCT 已经成熟到如今已可在实验中使用。QOCT 的下一个挑战是成为一种
在经典信息和通信技术中,信息的基本单元是代表0或1的二进制数字(或位)。叠加允许单个量子位(或值)表示在之间的0、1或任何值,从而使量子系统可以并行处理更多信息。此外,纠缠在量子位之间创造了很强的相关性,使它们可以一起工作并有效地解决某些复杂计算的速度要比最强大的超级计算机快得多。量子技术,从而利用了量子位的独特属性,以收集,处理和传输信息远远超出了使用当今古典技术所能实现的目标(见图1)。量子传感衡量物理量,例如时间,磁场和光度,并具有前所未有的灵敏度和精度。量子计算有望解决当今最先进的计算机具有挑战性甚至棘手的问题。量子通信使用粒子的量子特性来编码和传输信息,从而使互连的量子传感和计算设备的网络并增强数字安全性。
摘要:在本次会议上,我们想在哲学论证的框架内首次提出与量子技术伦理相关的问题。这些技术还不是很发达。它们仍然属于科学研究的逻辑(以及与之相关的伦理)。但是,如果我们听媒体的话,量子技术的革命正在发生,或者很快就会发生。当这些技术进入市场创新阶段时,将适用什么样的伦理?最后,我们如何根据科学技术研究当前提出的科学与社会共同构建的假设,设想一种基于这些技术的传播以及这些技术在社会中实施的利益相关者之间的互动的伦理?关键词:量子、物理学和计算机科学、技术、伦理、创新、功利主义
叠加:量子计算的基本特性之一是叠加。在传统计算中,一个比特可以处于两种状态之一,即 0 或 1。在量子计算中,量子比特可以存在于这些状态的叠加中,这意味着它可以同时表示 0 和 1。此特性使量子计算机能够并行处理大量信息,从而使其在某些类型的计算中非常高效。纠缠:量子纠缠是一种现象,其中两个或多个量子比特的量子态以某种方式关联,以至于一个量子比特的状态会立即影响另一个量子比特的状态,即使它们相隔很远。纠缠允许创建量子门和算法,利用这种独特的连接来执行复杂的操作和计算。量子干涉:量子干涉是量子比特叠加产生的一种特性。它允许量子计算机组合和操纵与不同状态相关的概率幅度,以提高获得问题正确答案的可能性,同时降低出现错误结果的可能性。
量子实验室:印度陆军在中央邦军事电信工程学院建立了量子实验室,领导量子技术研究和培训。QuEST 计划:印度科技部启动了 QuEST(量子科学技术)计划,旨在开发量子技术研究设施。QSimToolkit:印度自主开发的工具包 QSimToolkit 使研究人员和学生能够学习和理解量子计算,促进量子编码和硬件设计技能的发展。远程信息处理发展中心(C-DOT):C-DOT 已经开发了量子密钥分发(QKD)产品,并继续在量子通信方面进行研究。私营部门的参与:谷歌和国际商业机器公司(IBM)等科技巨头在印度设有专门的量子计算项目,而 BosonQ、QRDLab 和 QpiAI 等印度初创企业正在开发基于量子的应用程序。 I-HUB 量子技术基金会:科技部与 IISER 浦那的 13 个研究小组共同成立了 I-HUB 量子技术基金会,以促进量子技术的发展。
量子技术(包括通信、计算和传感)在很大程度上依赖于量子系统的特性(包括自旋和光子)来编码、处理和传输信息。纳米材料中的原子缺陷(例如金刚石纳米晶体和六方氮化硼 (hBN))代表了这些技术的有前途的平台。这些由晶格不规则性形成的缺陷中心在紧凑性、可扩展性和可集成性方面具有无与伦比的优势,使其成为先进量子设备的首选。然而,退相干和外部扰动带来的挑战限制了系统性能,仍然是重大障碍。
1. 关于“大解决方案”计划 “大解决方案”计划投资于雄心勃勃、最好是跨学科的研究和创新项目,这些项目可以针对重要的、政治上优先的社会挑战创造新的、具体的解决方案,并在整个丹麦创造价值。“大解决方案”计划尽可能投资于研究机构与商界或解决方案的公共客户(例如市政当局和地区)密切合作开展的项目。丹麦创新基金鼓励价值链各个部分的跨学科项目——从基础研究(丹麦语:grundlagsskabende forskning)到工业研究和实验开发。 “大解决方案”计划申请模式包括两个阶段。第一阶段是征求意向书,向所有感兴趣的申请人开放;而第二阶段是征求完整申请,仅通过邀请开放。如果满足两个条件,第一阶段的申请人将被邀请参加第二阶段:
2. 什么是量子计算? ................................................................................................ 6 量子比特 ...................................................................................................................................... 7 物理量子计算机 ...................................................................................................................... 9 量子计算机技术 ................................................................................................................ 10 需要多少个量子比特? ................................................................................................................ 11 路线图 ...................................................................................................................................... 11 量子数学和软件 ...................................................................................................................... 13 总结 ............................................................................................................................................. 14
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