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量子计算机杂谈计算机科学与工程学院计算机科学系 陈汉武mailto:hw_chen@hw_chen@计算机楼422室美国国家安全局的目标：尽快研发出一台量子计算机2014-04-02 报道称，美国国家安全局的目标是尽快研发出一台量子计算机，以利用它惊人的运算速度，破解目前全球互联网常见的各类加密算法，窃取政府、企业、银行等机构的加密信息。 资料显示，如果把电子计算机比作一件“乐器”，量子计算机就像是一个“交响乐团”，它可以同时处理不同状况，运算速度比电子计算机高出逾10万亿倍，用时30秒就能解决电子计算机100亿年才能解决的问题。 《华盛顿邮报》指，目前美国国家安全局的研发项目取得一定进展，但仍处在初级阶段，尚未实现重大突破，其研发速度或与欧盟、瑞士等前沿国家的研发速度相当。 美国国家安全局也担心自己的加密技术被别国研发的量子计算机攻破。在斯诺登提供的内部文件上，美国国家安全局写道：“量子技术应用于加密算法将大大影响美国政府保护本国通讯和窃取外国政府通讯的能力。” 美国媒体2日再度刊发斯诺登的爆料，披露美国情报机构不惜投入巨资研发量子计算机，意欲攻破全球各类加密技术。美国《华盛顿邮报》当日援引斯诺登提供的文件称，代号为“攻克难关”的研发项目由美国国家安全局发起，运作经费高达7970万美元，多数工作包给了马里兰大学帕克分校(位于华盛顿近郊)的一个实验室。美国洛克希德?马丁公司对量子计算机研究的态度2014年03月21日11:27 中国新闻网中新网3月21日电 据中国国防科技信息网报道，作为世界上最大的国防承包商，美国洛克希德?马丁公司正在不断加大对量子计算研究的投入力度，尽管这一技术离军事应用可能还有数十年的差距。洛克希德公司最近宣布将与马里兰大学合作，共同在该校位于华盛顿特区附近的大学园校区设立量子工程中心。量子计算机是利用量子比特而不是二进制数字来存储信息，因此在理论上可以更快地解决复杂计算问题。洛克希德公司高级副总裁兼首席技术官（CTO）雷?约翰逊在一场新闻发布会上透露，“经典计算只能将我们带到这里，在未来，关键系统都将变得十分复杂，即使利用最强大的超级计算机去处理也难以奏效，要么耗时太长，要么花费太高。我们相信，下一次计算革命将源自应用量子科学，这是一门连接物理、信息科学和工程的学科。”美国洛克希德?马丁公司对量子计算机研究的投入2014年03月21日11:27 中国新闻网发布会并没有透露洛克希德公司将投入多少资金来推动这一项目，在此之前，该公司还与南加州大学签署了合作协议，为该校的研究人员投入1000万美元研发世界上首台量子计算机“D波”（D-Wave）。这台高达3米、超级炫酷的计算机已经吸引了全世界的目光，将帮助研究人员确定量子计算机是否在某些领域具有优势。“到目前为止，结果还是相当不确定的”，南加州大学-洛克希德马丁量子计算中心主任、电气工程与化学教授丹尼尔?李达对记者说，“我们已经发现在某些案例上，D-Wave是快了一点，但同时也发现了更多它比常规计算机更慢的案例。”这台计算机由D-Wave系统公司制造，该公司位于加拿大不列颠哥伦比亚省本那比市，最近被《麻省理工学院技术评论》评为“全球最智慧的50家公司”之一。要想将量子计算机用于提升军事后勤网络，可能还需要数十年，但洛克希德公司想占得先机。该公司CTO约翰逊确信，量子计算将提高下一代复杂系统和技术的处理能力，同时还能降低成本，避免延误工期。我们需要量子计算机吗？人类已制造出一系列电子计算机自动机理论；计算机体系结构；集成电路生产的工艺技术；软件技术。现代计算机的理论基础图灵1936年提出的著名图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。阿兰?图灵（1912—1954）是英国数学家、逻辑学家，被称为计算机科学之父、人工智能之父，是计算机逻辑的奠基者，提出了“图灵机”和“图灵测试”等重要概念。为纪念他在计算机领域的卓越贡献，美国计算机协会于1966年设立图灵奖，此奖项被誉为计算机科学界的诺贝尔奖。图灵机模型用一台机器来模拟人们用纸和笔进行数学运算的过程1.一条无限长的纸带TAPE。2.一个读写头HEAD。3.一个状态寄存器。4.一套控制规则TABLE。图灵设计图灵机的基本思想是想用一台机器来模拟人们用纸和笔进行数学运算的过程。图灵机是一种抽象的计算模型，其更抽象的意义为一种数学逻辑机，可以看作等价于任何有限逻辑数学过程的终极强大逻辑机器。图灵认为这样的一台机器就能模拟人类所能进行的任何计算过程。现代电子计算机其实就是这样一种通用图灵机的实例图灵机模型-三位一体信息编码并信号化（信息的存储）：存储设备读写头受控读取信号和刻入信号（信息的计算）：读写头控制读写头在存储设备上动作：启动、读/写、移动和停止（机器的控制）：有限状态控制器信息编码-信号化，控制