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量子計算機仍然是個夢想
更新時間:2018-12-28 19:18   來源:未知 作者:中國考試網3 點擊:
量子計算機仍然是個夢想





雖然量子計算機仍然是一個夢想,但是量子通信的時代已經到來。一項在巴黎進行的新實驗首次證明,量子通信優于傳統的信息傳輸方式。

“我們是第一個展示量子在傳播信息(這些信息發送和接受雙方都必須共享以完成任務)方面的優勢的研究,”Eleni Diamanti說,他是巴黎索邦大學的電氣工程師,同時也是這項研究的作者之一,其他共同作者包括巴黎狄德羅大學計算機科學家Iordanis Kerenidis和Niraj Kumar。

量子機器——利用物質的量子特性對信息進行編碼——被廣泛認為將給信息計算帶來革命性的變化。但量子機器的進展一直都相當緩慢,當工程師們努力建造量子計算機原型的時候,理論計算機科學家們卻遇到了一個更根本的障礙:他們無法證明經典計算機永遠都不能完成為量子計算機設計的任務。例如,去年夏天,一位來自德克薩斯州的少年就證明了一個長期以來被認為只能在量子計算機上快速解決的問題,也可以在經典計算機上被快速解決。

然而,在通信領域(而不是計算領域),使用量子來進行通信的好處是可以被證明的。早在十多年前,計算機科學家就已經證明,至少在理論上,對于發送某些任務信息來說量子通信比傳統的通信方式要好。

“很多人都研究過計算任務,但通信任務的一大優點是量子的這些優點是可證的。

2004年,Kerenidis和另外兩名計算機科學家設想了這樣一個場景:一個人需要將信息發送給另一個人,這樣另一個人就可以回答特定的問題。研究人員證明,量子裝置可以通過傳遞比經典系統少得多的信息來完成這項任務,并且這種減少是指數級的減少。但他們設想的量子裝置純粹是理論上的,并且遠遠超出了當時的技術水平。

“我們可以證明這種量子優勢,但在當時實際上很難實現量子協議,”Kerenidis說。

Eleni Diamanti,Iordanis Kerenidis和Niraj Kumar,他們構建了一個量子通信系統,該系統被證明優于任何經典系統。

而這項新的研究對Kerenidis和他的同事們設想的情景進行了修改。該研究討論的問題涉及兩個用戶,Alice和Bob。Alice有一組編號的球,每個球的顏色是隨機的紅色或藍色。Bob想知道任意挑選、或者既定的一對球具有相同的顏色還是不同的顏色,Alice希望盡可能少地向Bob發送信息,但同時又確保Bob能夠回答他的問題。

這個問題叫做“抽樣匹配問題”。它對密碼學和數字貨幣也有影響,在這些問題中,用戶通常希望交換信息,但又不會透露他們所知道的一切,它也非常適合展示量子通信的優勢。
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