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量子計(jì)算的優(yōu)勢范文1

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 多媒體 教學(xué)課件

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，使利用計(jì)算機(jī)技術(shù)制作多媒體教學(xué)課件如虎添翼。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包含了流媒體技術(shù)、WEB技術(shù)、FTP共享技術(shù)、磁盤陣列存儲技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等與多媒體課件制作有關(guān)的內(nèi)容，這些技術(shù)如果被充分利用，老師制作多媒體課件的技術(shù)水平可以得到更大的提高，制作的多媒體課件質(zhì)量也具有較高的水準(zhǔn)。下面分步敘述如何綜合利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)制作多媒體課件。

一、多媒體數(shù)據(jù)庫的建立

媒體是信息的載體，多媒體是指多種媒體，如數(shù)字、文本、圖形、圖像和聲音的有機(jī)集成，而不是簡單的組合。其中數(shù)字、字符等稱為格式化數(shù)據(jù)；文本、圖形、圖像、聲音、視頻等稱為非格式化數(shù)據(jù)，非格式化數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、處理復(fù)雜等特點(diǎn)。多媒體數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)對格式化和非格式化的多媒體數(shù)據(jù)的存儲、管理和查詢。由于多媒體數(shù)據(jù)庫對數(shù)字、字符、文字、圖形、圖像、語音處理和影視處理與數(shù)據(jù)庫的獨(dú)立性、安全性等優(yōu)點(diǎn)的結(jié)合，使得多媒體數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用前景十分廣泛。多媒體數(shù)據(jù)庫在建立中應(yīng)包含如下幾個重要數(shù)據(jù)庫：

1.圖片數(shù)據(jù)庫。圖片數(shù)據(jù)庫重點(diǎn)存放與教學(xué)相關(guān)的圖片、圖形、照片等資料。這些數(shù)據(jù)應(yīng)該分門別類，按照圖片格式、數(shù)據(jù)大小、存放日期等進(jìn)行存放，經(jīng)過多年的逐步積累，形成一個門類齊全、范圍廣泛、格式眾多、具有一定規(guī)模的圖片數(shù)據(jù)庫。教學(xué)多媒體課件常用的圖片格式一般有BMP、JPEG、GIF等。有些多媒體課件制作軟件會對圖片格式有統(tǒng)一要求，選用多媒體課件制作軟件時要注意使用圖片格式轉(zhuǎn)換軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。另外，存放的圖片應(yīng)該使用圖片處理軟件進(jìn)行調(diào)整和整理后再存放，以確保圖像質(zhì)量。

2.視頻數(shù)據(jù)庫。視頻數(shù)據(jù)庫重點(diǎn)存放與教學(xué)相關(guān)的數(shù)字視頻、動畫等影像資料。這些資料既有完整的電影、電視或動畫視頻，也應(yīng)該有以鏡頭、場景和視頻片段為資料的視頻。在多媒體課件中可以根據(jù)教學(xué)需要隨意選用。視頻數(shù)據(jù)庫利用視頻處理技術(shù)進(jìn)行視頻格式轉(zhuǎn)換和調(diào)整整理再進(jìn)行存放，并建立目錄索引，使豐富的視頻數(shù)據(jù)庫具有方便的檢索功能。因視頻文件在保存中需要較大的空間，所以建立較高規(guī)格的磁盤陣列是很好的選擇。又因視頻文件在傳輸中需要較大的帶寬才能保證視頻在播放時流暢，不出現(xiàn)停頓和卡住的情況，所以我們需要采用的存儲系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)以保證最低的數(shù)據(jù)傳輸速度。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主干傳輸帶寬應(yīng)不小于1000M，到計(jì)算機(jī)用戶桌面帶寬不應(yīng)小于100M。不管被訪問的視頻圖像有多大，也不管訪問的用戶數(shù)量有多大，視頻圖像的發(fā)送系統(tǒng)要求存儲數(shù)據(jù)量大且有足夠的帶寬傳輸，必須保證最基本的傳輸速度，以保證傳輸?shù)囊曨l圖像有較高的質(zhì)量。教學(xué)多媒體課件常用的視頻圖像格式一般有AVI、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、RM、RMVB、MKV等格式。這些格式據(jù)有畫面規(guī)格大小、清晰度高低、是否適合視頻編輯軟件使用等不同特點(diǎn)。為了確保教學(xué)多媒體課件采用視頻的清晰度和色彩還原真實(shí)，建議盡量使用AVI、MPEG-2、MPEG-4、RMVB和MKV等格式。

3.音頻數(shù)據(jù)庫。在音頻數(shù)據(jù)庫中，如何存放才能對音頻數(shù)據(jù)方便分析、檢索，是音頻數(shù)據(jù)庫成功實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存放和處理方式是無法滿足這些要求的。在多媒體課件制作中調(diào)用的音頻資料主要包括解說、朗誦、配樂、主題音樂、背景音樂、片頭片尾音樂和各種效果聲音等。

4.文字?jǐn)?shù)據(jù)庫。文字?jǐn)?shù)據(jù)庫一般包括各種書籍里的文字以及相關(guān)和參考書目的文字，以便在制作多媒體課件時選用。常用的文字格式包括DOC、TXT、WPS等。這些較容易掌握，在這里不做贅述。

二、FTP服務(wù)的使用

很多學(xué)校在建設(shè)自己的校園計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)時，都購買了FTP服務(wù)器，建立了適合自己學(xué)校教學(xué)、科研和行政管理等共享使用的FTP服務(wù)。在FTP服務(wù)器上可以建立以教學(xué)系部、教研室或個人的存儲專區(qū)，放置各種多媒體素材和制成的多媒體課件。FTP服務(wù)器的建立對老師們制作和存儲，以及共享自己的多媒體教學(xué)課件提供了極大的方便。

1.素材的積累。老師們可以隨時隨地把自己平時搜集到的、購買的，以及自己制作的各種素材存放到FTP服務(wù)器上自己的文件夾內(nèi)。系部或教研室也可以建立自己的素材庫。老師們在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上可以隨時調(diào)用各種素材，使制作多媒體課件的素材選取范圍有較大的空間，擴(kuò)展多媒體課件的多樣性，增強(qiáng)其藝術(shù)感，使內(nèi)容更加豐富多彩，從而進(jìn)一步提高了廣大教師們多媒體課件的制作水平。

2.群策群力，使多媒體課件制作具有較高水平。老師們也可以隨時下載和觀看FTP服務(wù)器上其他教師制作的多媒體課件的成品或半成品，及時提出自己的見解和修改意見；或是直接進(jìn)行修改另取相近名稱保存，供制作教師參考。這樣可使教師們在制作多媒體課件時廣泛聽取其他教師的意見和建議，相互借鑒，取長補(bǔ)短，群策群力；相比之下，要比單個教師單打獨(dú)斗制作的多媒體課件的質(zhì)量和水平好得多。

3.多媒體課件的共享。老師們在上課時可以直接調(diào)用存儲在FTP服務(wù)器上的多媒體課件直接上課，免去了忘記攜帶優(yōu)盤，或因優(yōu)盤品牌各異、型號各異，或因感染病毒造成計(jì)算機(jī)無法讀取優(yōu)盤的煩惱。另外上課時還可以調(diào)用其他教師制作的多媒體課件，或鏈接的相關(guān)網(wǎng)頁進(jìn)行參考。

三、教學(xué)平臺服務(wù)的開展

隨著社會對教育的認(rèn)識程度越來越高，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的發(fā)展也越來越快，由過去單一的以教師為中心進(jìn)行課堂授課，發(fā)展到現(xiàn)在的高度綜合性、形式多樣化、內(nèi)容范圍廣、適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。很多學(xué)校在建設(shè)校園計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的同時，一般都會購買教學(xué)平臺服務(wù)器，建立適合本學(xué)校進(jìn)行教學(xué)的教學(xué)平臺服務(wù)。同時會號召和發(fā)動老師們在教學(xué)平臺服務(wù)器上建設(shè)和完善各門課程完整的授課和評測體系，明顯提高了學(xué)校的教學(xué)水平和教學(xué)效果。

1.分平臺的建立。在教學(xué)平臺服務(wù)體系中各系部或教研室建立自己的二級教學(xué)平臺，在二級教學(xué)平臺進(jìn)行課程目錄、課程級別、教師類別等項(xiàng)目設(shè)置。讓老師們按照教學(xué)平臺的使用規(guī)則建設(shè)和完善自己所授課程的全部內(nèi)容以及參考資料，以方便學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

2.課程的分級分類。授課課程一般分為精品課程欄目和校內(nèi)一般授課課程欄目。授課課程按照國家級、省級和校級精品課程的類別，從上到下按序設(shè)置目錄；校內(nèi)一般授課課程按建設(shè)的先后分類設(shè)置目錄，以方便學(xué)生選擇學(xué)習(xí)。

量子計(jì)算的優(yōu)勢范文2

量子密碼應(yīng)運(yùn)而生

量子計(jì)算的原理與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)采用的原理有很大不同，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)采用單路串行操作，而量子計(jì)算機(jī)采用多路并行操作，它們運(yùn)算速度的差異就如同萬只飛鳥同時升上天空與萬只蝸牛排隊(duì)過獨(dú)木橋的區(qū)別。

20世紀(jì)70年代，英國和美國最早開始對量子計(jì)算的研究。近年來，量子計(jì)算的理論和實(shí)踐都相繼取得重大進(jìn)展，產(chǎn)生了多種新的量子算法，研制了多種量子計(jì)算機(jī)原型。

科學(xué)家預(yù)測，未來10～20年將研制成功103～104量子比特的大型量子計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算能力可以在幾分鐘內(nèi)破譯現(xiàn)有任何采用非對稱密鑰系統(tǒng)生成的密碼。

面對量子計(jì)算未來可能隨時“秒殺”傳統(tǒng)密碼的危險，科學(xué)家致力于尋找不基于數(shù)學(xué)問題，能有效抵抗量子計(jì)算攻擊的新型密碼體制。解鈴還須系鈴人，同樣基于量子信息技術(shù)的量子密碼應(yīng)運(yùn)而生，成為對抗量子計(jì)算的“神器”。

又一個可能的“技術(shù)差”

二戰(zhàn)中，英國破譯德軍ENGMA密碼，獲知其即將轟炸考文垂市，但為保守德軍密碼已被破譯的秘密，英國斷然犧牲考文垂這個重要工業(yè)城市，不發(fā)出防空警報任由德軍轟炸；美軍在中途島海戰(zhàn)的勝利，以及擊落山本五十六座機(jī)等影響戰(zhàn)爭進(jìn)程的重大事件，與其成功破譯日軍“紫密”有直接關(guān)系。一些專家們甚至估計(jì)，盟軍在密碼破譯上的成功至少使二戰(zhàn)縮短了8年。

當(dāng)前，戰(zhàn)場網(wǎng)絡(luò)已成為連接人與武器、武器與武器的技術(shù)紐帶，構(gòu)成了信息化軍隊(duì)的神經(jīng)中樞。偵察預(yù)警、指揮協(xié)同、武器控制、后勤保障等作戰(zhàn)活動均離不開網(wǎng)絡(luò)的支持。安全可靠的戰(zhàn)場網(wǎng)絡(luò)是保證自身作戰(zhàn)體系穩(wěn)定，在體系對抗中謀取勝勢的重要前提，而戰(zhàn)場網(wǎng)絡(luò)的安全又十分依賴于網(wǎng)絡(luò)通信密碼提供的“安全屏障”。

一個國家的軍隊(duì)一旦率先實(shí)現(xiàn)量子密碼和量子計(jì)算的武器化，并在戰(zhàn)爭中投入使用，將與對手形成巨大的“技術(shù)差”，在保持自身網(wǎng)絡(luò)通信絕對安全的同時，可隨時破譯對方網(wǎng)絡(luò)通信密碼，洞悉對手的一舉一動，從而占據(jù)絕對信息優(yōu)勢，甚至可以直接癱瘓和控制對方網(wǎng)絡(luò)，由此將置作戰(zhàn)對手于極為被動的不利地位，戰(zhàn)局可能出現(xiàn)“一邊倒”的情況。

以超常措施推進(jìn)軍事應(yīng)用

意大利軍事家杜黑指出：“勝利只向那些能預(yù)見戰(zhàn)爭特性變化的人微笑，而不是向那些等待變化發(fā)生才去適應(yīng)的人微笑。”面對量子信息技術(shù)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，只有未雨綢繆，盡早規(guī)劃，提前部署，才能在未來戰(zhàn)爭中占據(jù)先機(jī)和主動，避免對手利用技術(shù)突然性陷我于被動。

目前，量子密碼已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室演示性研究邁向?qū)嶋H應(yīng)用。發(fā)達(dá)國家軍隊(duì)已把量子信息技術(shù)作為引領(lǐng)未來軍事革命的顛覆性、戰(zhàn)略性技術(shù)。例如，美國防高級研究計(jì)劃局專門制定“量子信息科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃”、研發(fā)量子芯片的“微型曼哈頓”計(jì)劃等。美國正加速推進(jìn)量子信息技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，美國白宮和五角大樓已安裝量子通信系統(tǒng)并已投入使用。英、法、德、日等國軍隊(duì)也相繼制定實(shí)施一系列發(fā)展量子信息技術(shù)的計(jì)劃。

量子計(jì)算的優(yōu)勢范文3

【關(guān)鍵詞】過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 量子混合蛙跳算法

過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的信息處理能力，在實(shí)際中有著廣泛應(yīng)用。然而隨著信息量的增加及處理的復(fù)雜化，該技術(shù)的不足之處也漸漸顯露，如對較大樣本的學(xué)習(xí)很難解決、不能滿足系統(tǒng)反映時變輸入信息對輸出的累積效應(yīng)等。在長期探索中，多位專業(yè)人員不斷提出新的方法，但都有一定的缺陷。量子進(jìn)化計(jì)算的全局尋優(yōu)能力較強(qiáng)，蛙跳算法則具備計(jì)算簡單快速的優(yōu)勢，在此將二者相結(jié)合，提出一種的新的算法，以提高過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

1 量子混合蛙跳算法在過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用

1.1 個體編碼方案設(shè)計(jì)

|0〉和|1〉是微觀粒子基本狀態(tài)在量子計(jì)算中的表現(xiàn)形式，用其線性組合|φ〉=α |0〉+β|1〉可表示單量子比特的所有狀態(tài)，但其應(yīng)符合|α|2 +|β|2 =1的要求。因此，可按照疊加理論，將量子比特的全部狀態(tài)均表示為：

|φ〉=cos|0〉+eiφsin |1〉

上式中，θ[0， π]，φ[0， 2π]，且（cos）2 +（eiφsin ）2 =1

可見，量子比特是由θ及φ兩個變量所刻畫的矢量空間，并可利用Bloch球面進(jìn)行直觀的描述。設(shè)種群為m，優(yōu)化空間為n維，采用Bloch球面坐標(biāo)編碼，可將第i個待優(yōu)化的個體編碼為：

其中，i=1，2，…，m；j=1，2，…，n；θij[0， π]，φij[0， 2π]

1.2 QSFLA的種群評估

1.2.1 個體解空間變換

QSFLA中的每只青蛙都有三組Bloch坐標(biāo)，x=cosφsinθ，y=sinφsinθ，z=cosθ，各自都表示一個優(yōu)化解。考慮到x、y、z都 [-1，1]，需對其進(jìn)行解空間變換。設(shè)待優(yōu)化問題的第j維變量[Min（j），Max（j）]，可將解空間變化表示如下：

Xij = [Min（j）（1xij） + Max（j）（1+xij）]

Yij = [Min（j）（1yij） + Max（j）（1+yij）]

Zij = [Min（j）（1zij） + Max（j）（1+zij）]

1.2.2 QSFLA的種族評估

依次將青蛙個體各自對應(yīng)的解代入到適應(yīng)度函數(shù)，對其適應(yīng)度進(jìn)行計(jì)算。確保整個種群中最優(yōu)青蛙所對應(yīng)的幅角為θg和φg，而子種群中的最優(yōu)青蛙相對應(yīng)的幅角則為θb和φb，子種群中的最差青蛙相對應(yīng)的幅值為θw和φw 。

1.3 QSFLA的種群進(jìn)化

1.3.1 QSFLA個體更新

針對子種群中最差的青蛙量子位幅角增量的更新：

Δθ=rand（）（θb-θw），Δφ =rand（）（φb-φw）

在此借助量子旋轉(zhuǎn)門改變量子比特的相位：

基于量子旋轉(zhuǎn)門的量子位概率幅更新：

對上式進(jìn)行分析，Δθ和Δφ兩轉(zhuǎn)角的大小和符號分別決定著收斂速度和方向，因此極為關(guān)鍵。為不影響算法效率，可將其看做是Block球面的旋轉(zhuǎn)，即量子比特在上面繞著某一固定軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)可使兩個參數(shù)同時改變，以提升優(yōu)化能力。

1.3.2 自適應(yīng)混沌旋轉(zhuǎn)角度算子

混沌優(yōu)化方法適用于小空間搜索，在較大空間中搜索效果較弱，與蛙跳算法子群內(nèi)部的全局遍歷十分適應(yīng)。其公式如下：

δ（t）=δmin + × L×（δmaxδmin）

上式中，結(jié)合旋轉(zhuǎn)角度和進(jìn)化代數(shù)進(jìn)行適應(yīng)調(diào)整，在進(jìn)化初期，便可實(shí)現(xiàn)算法較大幅角的搜索工作。進(jìn)化代數(shù)不斷增加，幅角隨之減小，為進(jìn)化后期的精細(xì)搜索提供了便利。Lj+1=μLj（1Lj），μ=4是一個Logistic混沌序列，可讓旋轉(zhuǎn)操作在解空間內(nèi)進(jìn)行遍歷，對提高搜索效率較為有利。為提高收斂速度，用δmin和δmax分別表示允許旋轉(zhuǎn)角的最小及最大值。通過自適應(yīng)調(diào)整，使得局部優(yōu)化的遍歷性有所增強(qiáng)，且不需要將量子門轉(zhuǎn)角的方向與當(dāng)前最優(yōu)個體對比，有利于促進(jìn)種群的進(jìn)一步優(yōu)化。

2 量子混合蛙跳算法的改進(jìn)

在混合蛙跳算法分組中，若采用標(biāo)準(zhǔn)的分法，適應(yīng)值較差的青蛙常分在最后一組，則其向最好青蛙學(xué)習(xí)的效果較弱。為此，提出一種新方法：初始種群P，先按照標(biāo)準(zhǔn)分組的方式將種群分為m個子群，均包含有n只青蛙；然后從其他組隨機(jī)選擇一只與該組中的最優(yōu)青蛙進(jìn)行對比更新，得到一個新青蛙，使得每組擴(kuò)大到n+（m-1）個青蛙，使得分組更為多樣；當(dāng)每組進(jìn)化迭代完成后，再將各組進(jìn)行重新合并，形成一個新種群，對其中青蛙的適應(yīng)值進(jìn)行計(jì)算閉關(guān)重新排序，取前P個進(jìn)入下一輪迭代。

3 結(jié)束語

該方法將過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基函數(shù)展開項(xiàng)數(shù)、隱層神經(jīng)元個數(shù)和其他常熟參數(shù)作為一個優(yōu)化整體，具有很多優(yōu)勢，在實(shí)踐中也證明了該算法的合理性，值得推廣應(yīng)用。

作者簡介

張小軍（1980-），男，河南省人。現(xiàn)為河南教育學(xué)院信息技術(shù)系講師。主要研究方向?yàn)樵朴?jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、通信技術(shù)。

作者單位

量子計(jì)算的優(yōu)勢范文4

量子通信是量子力學(xué)和經(jīng)典通信相結(jié)合的產(chǎn)物，其安全性由海森堡測不準(zhǔn)定理和不可克隆原理所保障，具有經(jīng)典通信無法比擬的無條件安全性及對竊聽的可檢測性。電力系統(tǒng)通信專網(wǎng)，建立了“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證”的網(wǎng)絡(luò)與信息安全防御體系，但安全措施主要側(cè)重于業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)安全層面，在底層安全策略和適應(yīng)未來發(fā)展方面存在局限性。由于電力數(shù)據(jù)對通信安全要求的特殊性，量子通信極有可能是確保電力通信安全的極佳選擇。綜上，開展量子保密通信技術(shù)研究非常有意義。本文首先對量子通信技術(shù)進(jìn)行概述，接著闡述了國內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀；最后，根據(jù)電力通信業(yè)務(wù)需求，分析量子通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景。

2量子通信技術(shù)概述

量子通信，廣義上是指把量子態(tài)的傳遞，包括：量子密集編碼、量子密鑰分發(fā)和量子隱形傳態(tài)。其中，量子密集編碼用于量子計(jì)算機(jī)。量子密鑰分發(fā)，在傳送量子態(tài)的過程中，光子會經(jīng)由光纖或自由空間被實(shí)際傳送到接收方；量子隱形傳態(tài)，糾纏光子對分處兩地，量子態(tài)在一處消失后，在另一處被巧妙地重現(xiàn)，而光子本身卻不被傳送。量子通信，狹義上理解，是量子密鑰分配或基于量子密鑰分配的安全保密通信。量子密鑰分發(fā)只是負(fù)責(zé)產(chǎn)生和分發(fā)通信需要的密鑰，最終的的數(shù)據(jù)信息經(jīng)由加密生成的密文，還是必須經(jīng)過經(jīng)典信道進(jìn)行傳輸。在量子隱形傳態(tài)中，同樣也要用經(jīng)典信道將測量的信息傳送出去，經(jīng)典信息與量子信息聯(lián)合起來才能實(shí)現(xiàn)量子隱形傳態(tài)。因此，量子通信技術(shù)除了在竊聽檢測和通信保密方面具有優(yōu)勢以外，并不能突破經(jīng)典通信系統(tǒng)在通信速率、距離、抗干擾性能等方面的極限。

3量子通信技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

量子通信具有高效率和絕對安全等特點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用前景吸引眾多國家投入人力物力。美國、日本、歐洲多國都成立了專門開展量子技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)，此外，IBM、HP、NEC、NTT等企業(yè)也紛紛加入到量子通信的研究之中。國外量子密鑰分配技術(shù)專利統(tǒng)計(jì)顯示，公司、企業(yè)申請的專利數(shù)占主導(dǎo)地位，科研院所其次，可以看出量子密鑰分配技術(shù)具有潛在的商業(yè)化價值和應(yīng)用空間。1984年，BennetC.H.和BrassardG.提出第一個量子密鑰分發(fā)協(xié)議（BB84協(xié)議），揭開了量子密鑰分發(fā)研究的序幕。1993年，英國國防部研究局在傳輸長度為10km的光纖中實(shí)現(xiàn)了基于BB84方案的相位編碼量子密鑰分發(fā)。1997年，奧地利的A.Zeilinger小組在室內(nèi)首次完成量子態(tài)隱形傳送的原理性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2001年，瑞士IDQuantique公司推出商用量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)。2004年，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的Gisin小組推出的“Plug&Play”光纖量子密鑰協(xié)商系統(tǒng)光纖長度提高到67km，成為世界上首個商用的QKD系統(tǒng)。

國內(nèi)，量子通信研究同樣受到相關(guān)部門的大力支持。郭光燦小組：2004年，實(shí)現(xiàn)北京-天津125km光纖點(diǎn)對點(diǎn)的量子密鑰分發(fā)；2007年，實(shí)現(xiàn)了基于波分復(fù)用的四用戶量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，通信距離達(dá)到42.6km；2009年，在安徽蕪湖建成世界首個“量子政務(wù)網(wǎng)”。2005年，潘建偉小組在世界上首次實(shí)現(xiàn)13km自由空間的糾纏分發(fā)和量子密鑰產(chǎn)生；2008年，實(shí)現(xiàn)了三用戶的誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)；2009年9月，世界上首個全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)建成，首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)時語音量子保密通信。最近幾十年，量子通信從理論到實(shí)驗(yàn)，再到實(shí)用化突破，發(fā)展迅速。

4量子通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景

電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)企業(yè)信息化程度日益提高，電網(wǎng)面臨的安全風(fēng)險更多、更大，迫切需要研究新的通信技術(shù)，將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)來。量子通信技術(shù)具備高效率和絕對安全的優(yōu)勢，將可能成為保護(hù)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的極佳選擇。而且，在我國相關(guān)的研究和實(shí)用化工作也走在世界前列，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，探索量子通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常有意義和前瞻性的工作。結(jié)合目前電力通信系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)狀，量子通信技術(shù)可以在以下方面開展應(yīng)用研究：

4.1構(gòu)建量子加密異地備份數(shù)據(jù)傳輸鏈路目前，各網(wǎng)省公司已大力開展備用調(diào)度系統(tǒng)和信息容災(zāi)體系的建設(shè)，并相繼成立了異地數(shù)據(jù)容災(zāi)中心。為確保數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)保密傳輸，一個安全的加密系統(tǒng)是必需的。量子保密通信的安全性不是基于計(jì)算的復(fù)雜性，在信息保護(hù)和保密通信方面具有天然的優(yōu)勢。使用量子密鑰分發(fā)鏈路，在主、備數(shù)據(jù)中心間進(jìn)行密鑰分發(fā)和交換，能夠構(gòu)建高效、安全的異地數(shù)據(jù)備份傳輸通道。

4.2構(gòu)建核心加密通信網(wǎng)電力企業(yè)的電腦被攻擊，可能引發(fā)用電行業(yè)的癱瘓，造成社會大面積混亂。傳統(tǒng)的防火墻和信息過濾技術(shù)無法從根本上解決“黑客”攻擊的問題，隨著量子通信距離和多用戶量子通信技術(shù)的突破，利用量子通信技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)省地重要調(diào)度機(jī)構(gòu)加密通信網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)上任意兩用戶間實(shí)現(xiàn)量子密鑰的加密通信，將能保證營銷、市場、辦公等重要業(yè)務(wù)的安全性。

4.3構(gòu)建點(diǎn)對點(diǎn)量子加密保護(hù)通道線路保護(hù)、安穩(wěn)屬于電力生產(chǎn)一區(qū)的重要業(yè)務(wù)，對數(shù)據(jù)的實(shí)時性和安全性要求非常高。現(xiàn)采用的專用光纖、復(fù)用2M通道方式能保證數(shù)據(jù)的實(shí)時性，卻無法保證絕對安全性。隨著量子通信的快速發(fā)展，兩點(diǎn)間的量子通信技術(shù)趨于成熟，兩方量子密鑰分發(fā)通信距離已經(jīng)能夠達(dá)到幾十公里~百公里級。量子密鑰分發(fā)技術(shù)，使用光量子作為保護(hù)、安穩(wěn)信息的載體，將能極大地保障業(yè)務(wù)的安全性。

4.4構(gòu)建加密量子交換網(wǎng)絡(luò)電話業(yè)務(wù)是生產(chǎn)指令上傳下達(dá)的關(guān)鍵工具，是電網(wǎng)安全正常運(yùn)行的重要通信保障，目前主要采用PCM或交換機(jī)放號的方式，在承載網(wǎng)層面未進(jìn)行安全保證。使用量子交換機(jī)實(shí)現(xiàn)經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)的交換控制與量子交換網(wǎng)絡(luò)的控制，可以構(gòu)建高安全的量子交換網(wǎng)絡(luò)，防止電話遭竊聽和惡意攻擊。

4.5應(yīng)急量子通信當(dāng)出現(xiàn)冰災(zāi)、地震、洪水等自然災(zāi)害，光纜、傳輸設(shè)備等電力通信基礎(chǔ)設(shè)施受到大面積破壞時，現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓，無法進(jìn)行有效的應(yīng)急搶修通信。目前，量子隱形傳態(tài)技術(shù)已經(jīng)獲得16km的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，隨著關(guān)鍵量子器件技術(shù)的成熟，隱形傳態(tài)將進(jìn)入應(yīng)用階段。利用隱形傳態(tài)技術(shù)，構(gòu)建應(yīng)急環(huán)境下的量子衛(wèi)星通信系統(tǒng)，將對未來的應(yīng)急搶修提供重要幫助。

5總結(jié)

量子計(jì)算的優(yōu)勢范文5

關(guān)鍵詞 囚禁離子；量子計(jì)算；富勒烯理論模型

中圖分類號 O4-0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）161-0119-02

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

量子計(jì)算與量子信息，是當(dāng)今一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)意義的科學(xué)前沿課題。眾所周知，量子計(jì)算就是利用量子效應(yīng)和量子算法來實(shí)現(xiàn)的超級并行計(jì)算機(jī)，擁有比經(jīng)典計(jì)算機(jī)更強(qiáng)大的計(jì)算能力。目前的工作熱點(diǎn)是量子模擬和量子計(jì)量；固態(tài)系統(tǒng)是解決量子計(jì)算的最佳途徑。目前有希望實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的系統(tǒng)主要有：離子阱、核磁共振、量子點(diǎn)和富勒烯等，其中富勒烯的應(yīng)用前景引人注目。由于化學(xué)性質(zhì)和形成機(jī)理相似性，不難將富勒烯分子嵌入單壁碳納米管。這種單壁碳納米管內(nèi)嵌富勒烯系統(tǒng)不但可以形成特定自旋鏈結(jié)構(gòu)，而且因?yàn)樘幱谔技{米管中，相干性保持就大為提高。單壁碳納米管富勒烯系統(tǒng)中的量子糾纏產(chǎn)生，量子態(tài)傳輸以及單自旋測量等量子信息過程實(shí)現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)真正意義的規(guī)模量子計(jì)算必須要解決的難題。

當(dāng)今國際上有很多研究小組針對富勒烯做了深入研究，設(shè)計(jì)了很多量子計(jì)算方案，包括電子自旋實(shí)現(xiàn)方案，核自旋實(shí)現(xiàn)方案，原胞自動機(jī)實(shí)現(xiàn)方案等。我國在富勒烯基礎(chǔ)研究方面開展工作的有中國科學(xué)院物理研究所、武漢數(shù)學(xué)與物理研究所、北京大學(xué)等，并取得一些實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，如富勒烯合成，量子信息邏輯操作、單自旋測量和量子態(tài)讀出。盡管理論上已有不少研究，但從實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)富勒烯系統(tǒng)量子計(jì)算是極其困難的。至今幾乎沒有富勒烯量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)的報道。這主要在于對富勒烯中內(nèi)嵌的電子自旋的操作和探測極其困難。量子模擬是解決這種在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)困難的一個有效途徑。量子模擬是用一個可控的量子體系去模擬另一個難以控制的量子體系，這也是費(fèi)曼當(dāng)年提出量子計(jì)算這一思想的本意。相對于量子計(jì)算，量子模擬對量子資源的要求較低，在極少的量子比特上完成的量子操作可以是很好的量子模擬的工作。

囚禁在電磁勢阱中的超冷離子是目前在冷卻、囚禁和量子操控等方面最穩(wěn)定的體系之一，理論工作包括在線型離子阱中實(shí)現(xiàn)量子糾纏，量子算法、量子糾錯以及遠(yuǎn)距傳態(tài)。最近完成的量子模擬的實(shí)驗(yàn)工作包括模擬Dirac方程和相對論效應(yīng)、自旋體系的阻挫現(xiàn)象等。在這些工作中，超冷離子體系的干凈和近乎孤立的環(huán)境以及快速、精確的相干操作保證了高品質(zhì)量子計(jì)算操作的完成。所以科研人員就很自然地想到用離子阱來模擬其它體系的動力學(xué)行為，利用現(xiàn)有的成熟理論和技術(shù)，模擬實(shí)現(xiàn)目前在理論上相當(dāng)成熟而實(shí)驗(yàn)上難于控制的系統(tǒng)。這是目前比較熱門的研究方向之一。

中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所已經(jīng)建成了一臺專門用于量子信息處理研究的線型離子阱，已經(jīng)成功束縛了40Ca離子，獲得了離子的云態(tài)和1-4個離子的晶態(tài)，離子冷卻溫度已接近多普勒冷卻的極限。我們擬利用超冷離子模擬富勒烯自旋鏈，模擬該體系的量子糾纏、信息傳輸和測量，研究外磁場、各種耦合參數(shù)和退相干對量子糾纏、量子態(tài)傳輸以及單自旋測量的影響。用囚禁離子來做量子模擬主要緣于富勒烯系統(tǒng)和囚禁離子系統(tǒng)具備的很多相似性和相通性，這種天然的優(yōu)勢使得我們利用囚禁離子來模擬富勒烯系統(tǒng)成為可能。

碳納米管不僅給富勒烯串的形成創(chuàng)造了有利條件，同時還給富勒烯串提供了嚴(yán)格保護(hù)，使其基本不受外部環(huán)境的干擾。內(nèi)嵌富勒烯原子實(shí)際上成為一個近乎完美的人造原子；超冷離子體系的干凈和近乎孤立的環(huán)境可以與內(nèi)嵌富勒烯原子媲美。二者都是基于自旋偶極相互作用來實(shí)現(xiàn)量子邏輯門，而超冷離子之間能很方便地產(chǎn)生這樣的相互作用。二者在系統(tǒng)調(diào)控方面也都一樣，都可以利用梯度磁場來實(shí)現(xiàn)自旋陣列的獨(dú)立尋址，都利用外磁場、微波或射頻脈沖來對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控和完成邏輯門操作；對兩系統(tǒng)的理論近似處理方法也一樣，都可利用強(qiáng)場近似、強(qiáng)耦合近似、旋波近似、平均場方法和密度泛函方法等。同時離子阱優(yōu)于富勒烯系統(tǒng)在于對量子信息地讀出相對容易。

本人從事過Heiseberg交換模型的相關(guān)問題研究，主要是構(gòu)建特定型富勒烯串理論模型。利用密度泛函方法（DFT）、LSDA方法，針對富勒烯系統(tǒng)構(gòu)建一個Heiseberg自旋鏈模型，例如Hubbard-Anderson模型，通過一些近似手段、采用解析求解和數(shù)值模擬的方法對系統(tǒng)進(jìn)行分析。借助前面的理論基礎(chǔ)，本人擬開展對富勒烯量子比特相互作用的量子模擬，本研究旨在探討多量子比特的固態(tài)量子信息處理；最核心的問題是如何有效地壓制退相干、提高量子操控效率和提高傳輸保真度，將有助于驗(yàn)證基于富勒烯量子信息處理的各種方案。將探討外磁場和各種耦合因素以及各種退相干因素的聯(lián)合效應(yīng)在糾纏、信息傳輸和測量中的表現(xiàn)，得出量子糾纏度、傳輸保真度和量子測量極化強(qiáng)度以及對耦合參數(shù)、外磁場、時間的依賴關(guān)系。

2 研究的研究目標(biāo)、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題

1）研究的目標(biāo)：（1）研究富勒烯系統(tǒng)的囚禁離子量子模擬。模擬富勒烯系統(tǒng)中多體糾纏、量子信息傳輸和測量等量子力學(xué)過程；（2）為真正實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)富勒烯量子計(jì)算和發(fā)展基于富勒烯系統(tǒng)的的新型量子器件提供理論和實(shí)驗(yàn)參考。2）研究的內(nèi)容：（1）單壁碳納米管中富勒烯系統(tǒng)理論簡化模型的建立和求解，用Heiseberg交換作用來描述富勒烯之間的耦合，實(shí)現(xiàn)高保真度量子態(tài)在自旋鏈中的傳輸；（2）囚禁離子量子模擬富勒烯系統(tǒng)的方案探討。探討利用梯度磁場實(shí)現(xiàn)陣列中各個離子的獨(dú)立尋址；利用射頻脈沖結(jié)合激光完成邏輯門操作；模擬富勒烯的電子自旋偶極相互作用。探討如何完成信息傳輸。3）擬解決的關(guān)鍵問題是富勒烯鏈理論模型的建立和囚禁離子的量子模擬。富勒烯鏈理論模型的建立：構(gòu)建模型，給出系統(tǒng)的具體數(shù)學(xué)描述；對系統(tǒng)哈密頓量進(jìn)行簡化和求解（包括解析和數(shù)值求解）；計(jì)算體系的糾纏、信息傳輸?shù)谋Ｕ娑群蜆O化強(qiáng)度等。囚禁離子的量子模擬：囚禁離子模擬富勒烯的實(shí)現(xiàn)方案；探討梯度磁場下的離子耦合；探討射頻脈沖結(jié)合激光完成邏輯門操作和高保真的量子態(tài)（單粒子態(tài)和多粒子量子糾纏態(tài)）的制備等。

3 擬采取的研究方法

該研究工作主要分為3個步驟，并采用了相應(yīng)的研究方法。第一步，給出合理的物理模型。對于單壁碳納米管定型富勒烯Heisenberg自旋鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，利用密度泛函方法和拓?fù)渌估碚撘约捌骄鶊龇椒ā⑿ń频龋玫胶线m的系統(tǒng)Hamiltonian，進(jìn)行解析求解和數(shù)值模擬；第二步， 計(jì)算各種特征物理量。根據(jù)真實(shí)的物理?xiàng)l件和量子信息處理的需要，對系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?jì)算體系的糾纏、信息傳輸?shù)谋Ｕ娑群蜆O化強(qiáng)度等物理量；第三步，提出離子阱量子模擬富勒烯串的方案。設(shè)計(jì)量子邏輯操作的激光脈沖和重聚束脈沖，探索模擬系統(tǒng)的量子力學(xué)基礎(chǔ)問題（如糾纏、信息傳輸、測量等），研究糾纏對環(huán)境漲落等多重退相干機(jī)制的壓制。

4 研究步驟

第一階段，利用密度泛函理論、計(jì)算系統(tǒng)中電荷與自旋分布。在強(qiáng)磁場和弱射頻脈沖下，基于旋波近似和平均場近似，導(dǎo)出簡化模型，并對系統(tǒng)進(jìn)行解析求解和數(shù)值計(jì)算。研究系統(tǒng)中多體量子糾纏、信息傳輸和測量；第二階段，完成離子阱對富勒烯串量子模擬，探討利用梯度磁場實(shí)現(xiàn)陣列中各離子的獨(dú)立尋址；利用射頻脈沖結(jié)合激光完成邏輯門操作；模擬富勒烯的電子自旋偶極相互作用；第三階段，在離子阱模擬系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)量子信息傳輸和測量。深入分析耦合參數(shù)，外磁場的聯(lián)合效應(yīng)在自旋量子態(tài)傳輸和測量效率中的表現(xiàn)并分析各種極限行為。研究糾纏對環(huán)境漲落等多重退相干機(jī)制的壓制。找到實(shí)現(xiàn)最佳保真度以及宏觀極化的磁化強(qiáng)度的最佳參數(shù)組合以及實(shí)現(xiàn)時間。

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量子計(jì)算的優(yōu)勢范文6

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；發(fā)展；應(yīng)用

中圖分類號：TP393.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 24-0000-02

Analysis of Computer Development and Application Trends

Li Bing1,Ding Jianping2

(1.Henan Quality Polytechnic,Pingdingshan467000,China;

2.Bureau for Environmental Protection of PingDingshan,Pingdingshan 467001,China)

Abstract:The potential of computer technology can not be estimated,it will be long-term impact of the development of human social development.In the future,people's life and work,its significance has been far beyond people's imagination,computer technology is now indispensable to the process of people's lives too technical,the future status will be difficult to predict.In this paper,the history of computer technology to do a simple discussion,focus on the development of computer technology direction and now in the world of computer technology development and applications,and computer technology,a simple outlook on future prospects.

Keywords:Computer;Development;Application

時代的變遷速度令人措手不及的同時，也給人帶來了許多的新鮮事物，計(jì)算機(jī)是我們這個時代無法或缺的東西，它已經(jīng)進(jìn)入了我們生活的方方面面。如今計(jì)算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了人工智能時代，新型計(jì)算機(jī)的時代又將是新一輪的計(jì)算機(jī)革命，這又將對社會的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

一、計(jì)算機(jī)發(fā)展史簡述

世界上的第一臺電子計(jì)算機(jī)是因?yàn)檐娛聦?dǎo)彈方面技術(shù)的發(fā)展需要，于1946年2月14日在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生。剛開始由于計(jì)算機(jī)的成本高昂，并沒有走進(jìn)普通民眾的生活，而只是在軍方應(yīng)用。60年代至80年代間，隨著計(jì)算機(jī)成本的逐漸降低，計(jì)算機(jī)被應(yīng)用于有能力的單位機(jī)構(gòu)，大規(guī)模的研究組織等政府機(jī)構(gòu)。1982年第一臺個人計(jì)算機(jī)問世，上個世紀(jì)90年代計(jì)算機(jī)已經(jīng)被眾多家庭和企業(yè)廣泛使用，涉及的領(lǐng)域也越來越廣泛。計(jì)算機(jī)在向?qū)嵒荩。p等方向發(fā)展過程中，可以看出計(jì)算機(jī)的發(fā)展是由其不斷的創(chuàng)新推動的，這種創(chuàng)新的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他任何領(lǐng)域。

二、計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

1.新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)陸續(xù)出現(xiàn)

信息時代對信息的獲得能力決定了一個國家或者地區(qū)在這個時代的發(fā)展能力。全球化已經(jīng)越來越迅速的今天，世界各國都在加緊研發(fā)新型的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的各個方面都出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。而新型的量子計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、納米計(jì)算機(jī)等也將在不久的將來進(jìn)入我們生活的各個領(lǐng)域，甚至有些已經(jīng)進(jìn)入了我們的生活。

①量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)是基于量子效應(yīng)理論開發(fā)的，它的運(yùn)算工作原理是：利用鏈狀分子聚合物的特性來表示信號的開和關(guān)，并用激光脈沖來改變分子的狀態(tài)，使得信息沿著聚合物移動，進(jìn)行運(yùn)算。量子計(jì)算機(jī)的存儲單位比以往的計(jì)算機(jī)都要小許多，是用量子位存儲的。具體的表現(xiàn)就是一個量子位可以存儲2個數(shù)據(jù)，這樣量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢就是比存儲量就變的非常龐大，對于工作要求存儲量大的電腦用戶來說是一個極佳的選擇。目前正在研發(fā)的量子計(jì)算機(jī)類型主要有3種，第一種是核磁共振量子計(jì)算機(jī)，第二種是硅半導(dǎo)體量子計(jì)算機(jī)，第三種是離子阱量子計(jì)算機(jī)。科學(xué)家們預(yù)測，量子計(jì)算機(jī)將在不久的2030年獲得普及。

②光子計(jì)算機(jī)

光子計(jì)算機(jī)也可以被稱作是全數(shù)字計(jì)算機(jī)，它的工作原理是以光子代替電子，光互連的特性替代導(dǎo)線的互連，用光硬件代替電腦中的硬件設(shè)備，用光運(yùn)算的方式代替電運(yùn)算的方式進(jìn)行運(yùn)算。這種計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢是信息傳遞的平行通道密度大，而光具有高速、并行的特性，這也就決定了光子計(jì)算機(jī)并行處理能力強(qiáng)大，運(yùn)算速度遠(yuǎn)超人們的想象。

③生物計(jì)算機(jī)

生物計(jì)算機(jī)亦稱作DNA分子計(jì)算機(jī)，它的運(yùn)算過程簡單來說就是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學(xué)介質(zhì)相互作用的過程。計(jì)算過程中需要的轉(zhuǎn)換開關(guān)是用酶來擔(dān)任的，程序的表示也將在酶合成系統(tǒng)與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中變得極其明顯。生物計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度比人腦的運(yùn)算速度要快100萬倍，也就是說生物計(jì)算機(jī)完成一項(xiàng)運(yùn)算需要的時間僅僅是10微微秒。這種計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢是驚人的存儲量，根據(jù)計(jì)算，1立方米的DNA溶液可以存儲1萬億億的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

④納米計(jì)算機(jī)

納米作為一種計(jì)量單位，許多人對其并不陌生，但是對其的具體感覺卻并不直觀，它的長度大約是一個氫原子的直徑的10倍，它的具體表述就是10[-9]米。現(xiàn)在納米技術(shù)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域正在從微電子機(jī)械系統(tǒng)中被運(yùn)用，這個系統(tǒng)是把傳感器、電動機(jī)和計(jì)算機(jī)的個各種處理器放在了同一個芯片上。這種用納米技術(shù)的計(jì)算機(jī)芯片非常微小，體積一般不過就是數(shù)百個原子的大小。它的優(yōu)點(diǎn)就是幾乎不需要消耗任何能源，性能更是比現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)要強(qiáng)大的多。

2.計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展

①現(xiàn)代微型處理器技術(shù)發(fā)展

計(jì)算機(jī)性能的提升關(guān)鍵技術(shù)就是微型處理器的發(fā)展，這種技術(shù)追求的就是把處理器里的晶體線寬和尺寸的減小。要實(shí)現(xiàn)減小的目的，一般是通過用較短的波長的曝光光源來掩膜曝光，使做出的聯(lián)通晶體管的導(dǎo)線和刻蝕于硅片上的晶體管更細(xì)更小的方法來實(shí)現(xiàn)的，這種技術(shù)到現(xiàn)在一般是用紫外線作為曝光光源，不管有個限制難題就是線寬小于或等于0.10流明的情況下會受到阻礙，也因此現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)不再追求利用紫外線做光源來提升計(jì)算機(jī)的性能發(fā)展方向了。

②以納米為主的電子科學(xué)技術(shù)

當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展障礙是處理速度和集成度，盡管現(xiàn)在的電子計(jì)算機(jī)的電子元件得到了有效的改善，但是相對于現(xiàn)在要求電子計(jì)算機(jī)的高速化，智能化，和微型化的要求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的， 所以今后計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展也不再是局限在單純的縮小尺寸方面，還要用其他的創(chuàng)新手段來完善計(jì)算機(jī)技術(shù)。

③分組交換技術(shù)的發(fā)展

分組交換技術(shù)是把需要傳送的數(shù)據(jù)劃分為一些等長的部分，每個部分叫做一個數(shù)據(jù)段的技術(shù)。在這些數(shù)據(jù)段的前面添加一個控制信息組成首部，就可以構(gòu)成一個分組。分組通過首部指明了需要發(fā)往的地址，然后節(jié)點(diǎn)交互機(jī)根據(jù)分組的地址，將他們發(fā)往目的地。整個過程就是分組交換過程，這種技術(shù)很好的提升了通信的效率。

3.計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展方向

現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)在人們的生活中已經(jīng)扮演了一個非常重要的角色，但是它的角色只會變得越來越重要，因?yàn)橐杂?jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，人類將進(jìn)入智能化、物聯(lián)網(wǎng)的時代。

①納米技術(shù)需要大力發(fā)展

納米技術(shù)不受到傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)集成和處理速度的限制，納米技術(shù)就成了今后計(jì)算機(jī)技術(shù)大力發(fā)展的一個方向了。今后出現(xiàn)的量子計(jì)算機(jī)和生物計(jì)算機(jī)的發(fā)展都有賴于納米技術(shù)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，為推動今后計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度和存儲能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)，大力發(fā)展納米技術(shù)也成了一個必要的選擇。

②著力改善計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)是一個具有不同功能的體系結(jié)構(gòu)，也是一個組合體。當(dāng)代幾乎所有的大型電腦和微型電腦都有可以同時處理不同問題的能力，這種功能就是是當(dāng)前計(jì)算機(jī)的主流結(jié)構(gòu)：并行計(jì)算。另外大型電腦有一個群集的發(fā)展趨勢，使用戶對相融性和可靠性的需求獲得提高。

③網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推動計(jì)算機(jī)智能化、物聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展

大力發(fā)展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有助于計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，人們今后進(jìn)入智能化、物聯(lián)網(wǎng)時代都要依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。今天的人們之所以離不開計(jì)算機(jī)，一個主要的原因就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。通過網(wǎng)絡(luò)，人們在家里都可以實(shí)現(xiàn)購物，娛樂，獲取信息等目的。

④軟件技術(shù)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展是一個非常重要的方面，軟件技術(shù)的開發(fā)對與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展需要協(xié)調(diào)發(fā)展，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)這個平臺，這種協(xié)調(diào)發(fā)展可以使現(xiàn)實(shí)中的人們一起合作做好全部工作。

三、計(jì)算機(jī)的未來

現(xiàn)在各國都在努力的發(fā)展新型的計(jì)算機(jī)技術(shù)，這些技術(shù)在不久的將來將會進(jìn)入我們的現(xiàn)實(shí)生活。計(jì)算機(jī)的未來發(fā)展也主要定位于智能化發(fā)展，這種技術(shù)的特點(diǎn)就是具有一定的感知能力，除了具有一定的思考能力，一定的自主分析問題的能力，還具備一定的語言能力。對于這種技術(shù)的應(yīng)用我們可以通過我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C(jī)可以看出一些端倪，我們在發(fā)短信的時候，不僅僅是鍵盤輸入，還加入了手寫輸入和語音輸入。除此之外，我們現(xiàn)實(shí)中還出現(xiàn)了可以令人身臨其境的虛擬技術(shù)，這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也將使得計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)質(zhì)的提升。同時通過前文對現(xiàn)在各國加緊研究開發(fā)的新型計(jì)算機(jī)的簡述，也可以知道，今后的計(jì)算機(jī)技術(shù)的儲存能力也將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)，而且其對資料的存儲時間也將更加的長久。未來的計(jì)算機(jī)毫無疑問的會被運(yùn)用于我們生活的各個角落，那個時候的計(jì)算機(jī)將會為我們?nèi)祟愄峁└觾?yōu)質(zhì)的服務(wù)，更好的滿足人們的現(xiàn)實(shí)需求。人們的生活在走進(jìn)智能化，自動化的時代的同時，對于計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展也將會提出更高的要求。

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