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量子计算机仍然是个梦想
更新时间:2018-12-28 19:18   来源:未知 作者:中国考试网3 点击:
量子计算机仍然是个梦想





虽然量子计算机仍然是一个梦想,但是量子通信的时代已经到来。一项在巴黎进行的新实验首次证明,量子通信优于传统的信息传输方式。

“我们是第一个展示量子在传播信息(这些信息发送和接受双方都必须共享以完成任务)方面的优势的研究,”Eleni Diamanti说,他是巴黎索邦大学的电气工程师,同时也是这项研究的作者之一,其他共同作者包括巴黎狄德罗大学计算机科学家Iordanis Kerenidis和Niraj Kumar。

量子机器——利用物质的量子特性对信息进行编码——被广泛认为将给信息计算带来革命性的变化。但量子机器的进展一直都相当缓慢,当工程师们努力建造量子计算机原型的时候,理论计算机科学家们却遇到了一个更根本的障碍:他们无法证明经典计算机永远都不能完成为量子计算机设计的任务。例如,去年夏天,一位来自德克萨斯州的少年就证明了一个长期以来被认为只能在量子计算机上快速解决的问题,也可以在经典计算机上被快速解决。

然而,在通信领域(而不是计算领域),使用量子来进行通信的好处是可以被证明的。早在十多年前,计算机科学家就已经证明,至少在理论上,对于发送某些任务信息来说量子通信比传统的通信方式要好。

“很多人都研究过计算任务,但通信任务的一大优点是量子的这些优点是可证的。

2004年,Kerenidis和另外两名计算机科学家设想了这样一个场景:一个人需要将信息发送给另一个人,这样另一个人就可以回答特定的问题。研究人员证明,量子装置可以通过传递比经典系统少得多的信息来完成这项任务,并且这种减少是指数级的减少。但他们设想的量子装置纯粹是理论上的,并且远远超出了当时的技术水平。

“我们可以证明这种量子优势,但在当时实际上很难实现量子协议,”Kerenidis说。

Eleni Diamanti,Iordanis Kerenidis和Niraj Kumar,他们构建了一个量子通信系统,该系统被证明优于任何经典系统。

而这项新的研究对Kerenidis和他的同事们设想的情景进行了修改。该研究讨论的问题涉及两个用户,Alice和Bob。Alice有一组编号的球,每个球的颜色是随机的红色或蓝色。Bob想知道任意挑选、或者既定的一对球具有相同的颜色还是不同的颜色,Alice希望尽可能少地向Bob发送信息,但同时又确保Bob能够回答他的问题。

这个问题叫做“抽样匹配问题”。它对密码学和数字货币也有影响,在这些问题中,用户通常希望交换信息,但又不会透露他们所知道的一切,它也非常适合展示量子通信的优势。
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