關於量子電腦(量子計算機?)(15點)

Question

能請楚的說明一下關於量子電腦運作時的物理原理(不需要太多字 只需含有原理 發現的科學家 發現的年代 地點 定律等)

還有量子電腦他的未來發展


(請勿貼一大篇文....)

拜託了...急需

Answer 1

量子電腦目前仍在發展中
您提這個問題我也很有興趣
在網路上找了三篇可能比較接近您的問題的報導
但都是經過消化剪輯才給您的
也附上網頁資料供您查考
第1,2份屬於新聞報導
第3份為著名美國科普雜誌Scientific American中譯本的文章應有一些權威性有需要可到圖書館影印全文或購買該期來參考
參考資料 1
傳統計算機是通過二進制位“0”和“1”來表示信息，一個字節要麼是“0”，要麼是“１”，而如果用量子狀態表示信息，一個量子位就可以表達兩者兼有的狀態。按照這一構思，量子計算機的信息處理和存儲能力比目前的計算機將有質的飛躍。據研究人員估計，要實現目前最新型計算機的功能，只需要1000個量子位，因此量子計算機成為當前的研究熱點。
http://www.epochtimes.com/b5/5/4/26/n901018.htm

參考資料 2
　量子電腦同樣以位元（Bit）作為運算單位，但在量子電腦上稱為Qubit，目前學界對Qubit的研究著重在如何迫使量子層級的粒子排列出特定序列，在一般電腦上以位元的加、減、乘、除作運算，但在量子電腦上，運算規則複雜許多，主要以量子的排列模式來呈現運算結果，量子與處理器中的電洞不同，並非單純以開或關顯示0或1，量子的排列方式，理論上可以顯示所有數字。

　量子複雜的地方在於不同量子間會有交互影響作用，以2顆量子為例，設法影響其中１顆，並不像矽晶片一樣只影響1個Bit，而是對2顆量子都造成影響；在加州Lawrence Berkeley實驗室的科學家Thomas Schenkel以磷原子為實驗主體，讓磷原子在矽晶圓上「旋轉」，並以旋轉的位置高低模擬半導體中的0與1；目前他只能令1或2顆的磷原子在矽晶圓上就位。

　http://www.digitimes.com.tw/n/article.asp?id=3368175703EC463948256FF0004729D3



2007-02-20 22:08:49 補充：
參考資料 3

編結量子計算

《科學人》雜誌五月號　撰文╱柯林斯（Graham P. Collins）翻譯／高涌泉


量子電腦為什麼有更強的計算能力？答案在於量子電腦所處理的資訊是以量子位元代表，而非普通位元。一個普通的古典位元只能是0或1；標準的微晶片架構很嚴謹地在執行這種古典二分法。但是相對而言，一個量子位元則可以處於一種所謂的「疊加狀態」，這是一種可以讓0的一部份與1的一部份共存的狀態。我們可以把可能的量子位元狀態看成是球面上的一點。北極代表古典狀態1，南極是0，所有介於兩者之間的點則代表0或1的所有可能疊加狀態（見2003年1月號〈奇妙的量子棋步〉）。

2007-02-20 22:09:42 補充：
我們可以把可能的量子位元狀態看成是球面上的一點。北極代表古典狀態1，南極是0，所有介於兩者之間的點則代表0或1的所有可能疊加狀態（見2003年1月號〈奇妙的量子棋步〉）。
量子電腦之所以具有特殊能力，原因就在於量子位元能夠自由地在整個球面上漫遊。 鼓吹量子電腦的人向我們保證，這種電腦可以執行一般電腦無能為力的計算。在這一類只能依賴量子電腦的計算任務當中，有些具有很重要的應用價值。

2007-02-20 22:10:52 補充：
舉例而言，只要有電腦能夠在合理的時間之內，將很大的數字分解成其組成因數，就可以破解某些廣為使用的密碼系統。幾乎所有用於保護高度敏感資料的密碼系統，都會被某個量子算則所破解。

可惜的是，量子電腦似乎非常難製造。一般而言，我們利用局限於某個地方的粒子（例如單獨的原子離子或電子）的某些量子性質，來代表量子位元。但是它們的疊加狀態極為脆弱，只要它們和周遭環境（包括所有組成電腦的材料）有一點點不期而來的交互作用，那麼疊加狀態就會被破壞。如果量子位元不能和環境仔細地隔絕起來，這種干擾就會造成計算上的錯誤。

2007-02-20 22:11:44 補充：
因此在設計量子電腦時，絕大多數將焦點置於減少量子位元與環境的交互作用。研究人員知道，一旦錯誤率可以降低到每一萬步計算約只會出現一次，修正錯誤的步驟就可以用於補償個別量子位元的衰落。可以運作的量子電腦需要含有大量的量子位元，而每個量子位元與環境的隔離必須好到讓錯誤率如前述的那樣低，建造這樣的量子電腦是極困難的工作，物理學家距離成功還很遙遠。

2007-02-20 22:12:13 補充：
http://www.cyberone.com.tw/ItemDetailPage/MainContent/05MediaContent.aspx?MMMediaType=ScientificAmericanMG&offset=12&MMContentNoID=28614