量子计算论文范文

量子计算论文范文第1篇

全球领先的科技行业公司，如微软、IBM和谷歌，正在开发量子计算机。通过量子机制，计算机的数据处理能力将会有大幅提升。计算技术巨头认为，量子计算机将会使人工智能软件更强大，并给材料科学等领域带来巨大的飞跃。

美国宇航局（NASA）希望，量子计算机能协助安排火箭发射，模拟未来的太空飞行。NASA埃姆斯研究中心探索技术负责人迪帕克・比思维斯（Deepak Biswas）表示：“这是一项真正颠覆性的技术，可以改变我们从事所有工作的方式。”

2013年，谷歌从加拿大创业公司D-Wave Systems采购了一台计算机。当时这台计算机被称作“全球首台商用的量子计算机”。随后，NASA埃姆斯研究中心与谷歌合作基于这台计算机展开了研究。这台计算机目前安装在加州山景城NASA埃姆斯研究中心内，通过量子退火装置来处理数据。量子退火装置中的算法可以解决“最优化问题”，而这样的问题在机器学习和人工智能软件中很常见。

然而，D-Wave的芯片引起了量子物理学家的争议。该公司内外的研究人员都无法明确证明，这款设备能够利用量子技术去超过传统计算机。

谷歌量子人工智能实验室负责人哈特姆・涅文（Hartmut Neven）表示，该实验室的研究人员已完成了严格的证明。他们在D-Wave计算机和传统计算机之间展开了一系列竞赛。涅文表示：“对用于概念验证的特定问题，我们实现了1亿倍的加速。”

谷歌本周在一篇研究论文中介绍了这一成果，但这篇论文尚未得到同行的评估。涅文表示，这篇论文即将发表至学术期刊。

谷歌的研究结果具有重要意义，但即使得到证明，对D-Wave计算机来说也仅仅只是所需验证工作的一部分。在与量子计算机的竞赛中，普通计算机采用了模拟D-Wave芯片中的算法。如果采用其他算法，那么传统计算机可能更具竞争力，甚至赢得竞赛。不过涅文表示，这一测试结果很重要，因为在未来处理大量数据的过程中，传统计算机也没有任何捷径可走。

谷歌正在这一领域与D-Wave展开竞争。去年夏季，谷歌在加州圣芭芭拉设立了新实验室，负责人是学术界知名研究人员约翰・玛提尼斯（John Martinis）。

玛提尼斯目前也在关注与“最优化问题”无关的量子硬件。通用的量子计算机能解决各类问题。这样的设备用途更广，但研发过程也将更长。政府和大学的实验室、微软和IBM也在开发这类技术。

谷歌工程副总裁约翰・基纳德里（John Giannandrea）表示，如果量子退火装置可被实际使用，那么将可以被广泛用于谷歌的机器学习软件。

量子计算论文范文第2篇

姚道新教授于浙江大学获得物理学学士和硕士学位，并具有多年的海外教育科研经历，2003年至2007年曾在美国波士顿大学作为研究助理研究强联电子系统中的磁性及其联问题及量子自旋系统的新奇相变等：2007年至2009年在美国普渡大学作为博士后研究员展开独立的研究工作：2009年9月至12月在美国田纳西大学与橡树岭国家实验室研究铁基超导体的磁性、轨道特性，量子自旋系统。2009年12月姚道新教授入驻中山大学物理科学与工程技术学院以来，作为联电子理论研究方向的学科带头人，展开了活跃的科学研究活动，并在学科建设、团队搭建、学术交流方向已取得了诸多成绩，并于2010年入选广东省千百十人才工程，2011年入选教育部新世纪优秀人才支持计划。

科研方面，在数十年的探索研究中，姚道新教授在凝聚态理论和统计物理尤其是联电子体系的磁性研究方面取得一系列突破，在探索物质的微观结构、研究理论模型、寻找新的物质相等方面做出了重要贡献，迄今发表多篇高质量的学术论文，回国后已发表20余篇，包括Nature Physics，Nature Communications Physical Review Letters等国际著名刊物。论文被多次引用，包括Nature、Science、美国国家研究委员会CMMP2010报告等。

攻坚量子自旋系统

在铜氧化物、IPA-CuCI、镍氧化物、氧化锰等磁性材料中，金属离子常常形成各种维度的量子自旋系统，产生各种有趣的量子现象。通过调节温度、掺杂、外场、压力等实验手段能够调控量子自旋系统，得到感兴趣的量子物质状态，继而促进新的量子多体理论的产生和发展，解释和预测实验结果。

姚道新教授在研究准二维量子自旋系统中，发现了磁化率和结构因子的普适规律，可以方便地计算层与层之间的相互作用耦合强度：通过研究二维量子无序自旋系统，发现了经典统计中的Harris指标不成立，解决了长期困扰的学术问题，有工作被欧洲物理快报证实和报道：研究了多轨道量子海森堡模型，通过调控洪特相互作用和不同轨道间的自旋相互作用，发现系统演化出各种奇妙的、在单轨道自旋模型中不存在的磁有序，例如隐藏的条纹相、棋盘相和摇摆相等。姚道新教授的这一系列成果在量子磁性、统计物理和材料研究中具有重要的意义，成果论文已被多次引用，并在重要会议上宣读。

拓新三角Kagome系统磁性研究

当格点系统存在三角结构时，比如三角格点和Kagome格点，由于自旋阻挫相互作用的存在，近邻自旋的取向会变得“不知所措”，从而导致系统基态呈现很强的简并性，这就是所谓的几何阻挫系统。对于二维格点系统，能获得系统的精确解，是学者们梦寐以求的目标。

姚道新教授在此方面对该格点体系进行了系统的研究，包括该格点的英文名称Triangular Kagome Lattice的取名。该格点结构首先在材料中发现，铜离子构成一种新的几何结构一在Kagome格点的三角基元上嵌套一个小三角，每个三角格点上都具有自旋。2007年开始，他对该格点系统进行了系统和深入地研究，在二维几何阻挫系统一三角Kagome系统的磁性研究上取得一系列成果。首先获得了三角Kagome格点上的伊辛模型、量子加伊辛模型、二聚体模型的精确解：给出了零温熵，计算了磁化率、比热，得到了外加磁场下体系的丰富相图，发现了具有拓扑性质的闭路气体相和电单级相，给实验研究提供了分析依据。

该方面后，被领域内专家给予了高度的评价，在几何阻挫系统、精确解领域产生了很大的影响。精确解可以给统计物理、计算物理、化学、以及实验物理提供基准性的测试平台，有论文还被收入统计物理精确解领域的著名专家、美国东北大学伍法岳教授的综述文章里：所做的“几何阻挫系统一三角Kagome格子上的自旋系统和精确解”的精彩学术报告，已放到中国最大的中文学术视频网站。

发展联电子材料磁性研究

近年来，由于在铜氧超导体、铁基超导体、锰氧化物、磁性半导体研究中的突破性进展，引发了人们对联电子材料的研究热潮。对这些体系中的磁有序和自旋动力学的研究成为重要的科学前沿课题。

姚道新教授在系统地研究铁基超导材料中的磁有序中，提出和改进了描述磁性的二维、三维自旋模型，和中子散射实验学家合作发现该类材料具有三维磁性特征，层内相互作用具有强烈的各向异性：探索了新发现的AFeSe类超导体的磁性，做出了理论描述：指出磁有序导致低温角分辨率光电子谱呈现各向异性：通过发展实空间的Hubbard模型平均场方法发现铁基超导体中存在自旋电荷的条纹相和向列相。他还提出量子临界相和磁有序相在高能情况下的磁激发呈现高度相似性，解释了很多实验结果。这方面的研究成果获得了领域内很高的认可，其中一个评价为“一个非常令人吃惊的结果最近被发现，那就是x和y方向的强烈各向异性。这些结果需要全新的微观机制去理解”。相成果在美国物理学年会上宣读，引起了较大反响；其中二篇论文的引用数超过100次。姚道新教授在磁有序方面的工作在联电子的磁性研究中产生了深远的影响，已引起国际同行的高度注，并于2011年受邀担任Frontiers of Physics刊物纪念超导发现100周年专刊的特约编辑，于2012年担任该刊物的编委。

提出二维量子自旋系统电学控制

姚道新教授还在量子自旋系统的电学调控方面做了进一步的研究工作。他和合作者研究了拓扑绝缘体的表面磁性离子掺杂问题，因为表面上的电子受拓扑保护而成为巡游电子，可以为磁性杂质问形成一种被称作RKKY的自旋相互作用，并有可能产生反常量子霍尔效应。他们研究得到了磁杂质问的长程RKKY相互作用的解析表达式，提出通过电学的方法来调控自旋相互作用的大小和方向，这为研究二维量子自旋系统提供了一个干净的、可调控的研究平台。于RKKY相互作用的精确形式解已被用来讨论各种拓扑绝缘体和石墨烯表面的磁性相互作用，得到了其他方法的证实。他们于反常量子霍尔效应的预测，也与最近的实验结果相符。

此外，姚道新教授和合作者也探索了量子自旋系统在量子信息中的应用，研究了一维量子自旋链和量子点之间的耦合系统，探讨了量子相变和量子退相干的系。他们发现，当一维自旋链发生量子相变时，整个系统会经历一个量子退相干到经典退相干的突然变化。这是在理论上首次通过自旋系统发现量子相变和量子退相干的直接联，对实现固态量子计算提供了重要的参考。

建设高精学科

在科研团队方面，姚道新教授在中山大学已建立起一支朝气蓬勃的研究队伍，有多名研究生和高年级本科生加入，包括数名免推直博生。他们对该方向都充满热情，其中所指导的一名本科生在欧洲物理刊物European Physical Journal B一篇，多名学生在海内外的重要学术会议做学术报告，5名研究生获得中山大学“芙兰”奖学金。现今团队承担了国家自然科学基金面上项目、科技部973项目、教育部新世纪优秀人才支持计划、博士点基金、中山大学青年教师重点培育项目等，并在光电材料与技术国家重点实验室参与负责物理化学交叉项目的磁性研究工作。在教学方面，姚道新教授严格认真，勇于创新，受到学生的好评。

量子计算论文范文第3篇

现代等离子体物理第一卷，湍流等离子体物理动理学

数值相对论计算机求解爱因斯坦方程

物理学家的随机过程理解噪声系统

量子信息和纠缠性的哲理

环境流体力学进展

聚合物的粘弹性力学基础分子理论、实验和模拟，第2版

天文问答指南

利用双筒望远镜探索太阳系的奥秘

药物设计

生态恢复

花图式

大脑中的语言

利用人工神经网络模拟感知

自然资源保护与管理中的分子方法

美容的神经生物学

空间认知与空间感知

评估自然资源

多媒体检索数据管理

Event—B语言的建模

算法语言Scheme的第6次修订报告

量子计算中的语义学技术

机械臂的自适应控制统一无回归矩阵方法

稀疏图像信号处理

机械和电子工程

伟大的工程师们

随机调度

复值数据的统计信号处理

移动机器人分析学的更多的进展 第5届国际ISAAC会议论文集

分析学的进一步进展 第6届国际ISAAC会议论文集

线性算子方法 逼近与正则化

2008年Isehia群论会议文集

应用数学和计算数学的前沿

计算科学的最近进展

超流宏观理论

高等凝聚态物理

量子杂谈 微观世界的魅力

从π介子到夸克 20世纪50年代的粒子物理学

非线性振动

非线性波

时间序列分析 社会科学家用的全面介绍

时间，空间，星系与人类 关于宇宙大爆炸的故事

彗星和生命起源

发现宇宙大爆炸)膨胀宇宙的发现

环境科学中的机器学习方法 神经网络与核方法

世界上最大的湿地 生态与保护

有害污染物的科学管理

达尔文的短篇出版物1829—1883

物理生物学 从原子到医学

达尔文笔记1836—1844

诺贝尔生理医学奖专题讲座2001—2005

陆蟹生物学

无标记生物传感技术以及应用

传感器与微系统 第13届意大利学术报告会论文集

传感器与微系统 第12届意大利学术报告会论文集基本泛函分析

物理学及有关领域大学生用数学方法

伽罗瓦理论 第二版

变分法中的重积分

数论概要

解Pell方程

复杂的非线性 混沌、相变、拓扑变化和路径积分

量子位势论

导电物质量子理论 超导

自旋 Poincare研讨会2007

结构系统的现代试验技术

结构力学中的混沌

物质结构

激光材料加工原理 现代传热与传质技术

超快强激光科学的进展 第四卷

相变材料 科学和应用

分析系统动力学 建模与仿真

微极亚塑性颗粒状物体中的剪切局部化

天线和望远镜的建模与控制

将无人飞机系统集成到国家空域系统

动力学系统中的模型提取 用于移动机器人控制

临床核磁共振成像及其物理学 指南

胶原蛋白 结构和力学

大型涡流模拟的质量及可靠性

信息系统开发、

移动多媒体广播标准 技术与实践

计算系统中的安全性

计算机与通讯网络分析

量子计算论文范文第4篇

2012这个末日论漫天飞舞的年份里，欧洲核子研究中心传出一个很实在的消息；大型强子对撞机（lhc）捕获了非常类似希格斯玻色子的信号。希格斯场是物质质量的来源，希格斯玻色子如果被确证，那杨振宁一米尔斯规范场理论的标准模型将画下·个完美的句号。预言这个粒子的希格斯老爷爷已经80多岁了，很多人都期待着他成为今年诺贝尔物理学奖的最终赢家。

结果有些出入意料，希格斯老爷爷遗憾落选，奖项授予美国的大卫·维兰德（david j.wineland）和法国的塞尔日·阿罗什（serge haroche）。这两名实验物理学家在过去20多年的研究中开创了测量与操纵单个量子系统的实验方法。阿罗什的实验方法是用原子测量单个光子，而维兰德的实验是用激光控制单个离子。他本文由论文联盟收集整理们都反复进行了一系列实验，并发表了大量论文。

科学背景

高中物理讲过，原子中间是一个极小的原子核，是电子，不过原子层次的物理现象没法用牛顿的经典力学解释，为了说清楚原子的事儿，物理学家们创立了量子理论。这个理论认为物质粒子也具有波的性质；粒子也不像皮球那样缺乏个性地沿着确定的路径运动，而是可以同时处于多种状态，循着无穷多的任意路径达到最终状态。物理过程必须考虑所有可能路径的总汇。

量子理论虽然如天书，却是微观世界真实的客观规律。它不但用于原子能级、光谱、半导体、超导等现象，也被用于化学、生物等领域，还用来计算分子结构以及解释生物化学过程。没有量子理论，孰不会有晶体管、集成电路、激光，也就不会有计算机与计算机通讯。可以说，量子的宏观应用已经使人类从电气时代进入了微电子时代。

晕死人的量子世界

维兰德来自于美国加州，中学时并不是最优秀学生，在高中最后一年才对物理产生了兴趣。大学原本读的数学专业，后来才改学物理，拿到物理博士学位后在美国国家标准技术研究所当研究员。他在那里干了37年，主要研究用离子束缚（iontrap）探索量子世界。

维兰德与阿罗什的研究是直接操控并测试单个粒子的量子系统。对于维兰德的实验，他的方法是用电场把单个离子（如汞离子）限制在一个势阱（可以把它想象成一个无

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形牢笼）内，就像用磁场把磁悬浮列车悬在空中一样。这个离子在势阱里只能来回运动，无法逃逸出去。

被束缚在势阱里的离子整体只能来回振动（你可以理解为折返跑），而离子内部的电子也有不同的能级。这个振动的能量是量子化的，也就是一级一个台阶，只能在不同的能级之间跳跃。离子内部的能量也是量子化的，也是一级一个台阶。

维兰德的秘诀是调节激光的频率，迫使离子内部能级跳上一个台阶的同时让它的振动能级跳下一阶，这样离子就会从内部高能级回落到低能级，不断重复下去达到降低振动能级的效果，使离子处于运动能量最低的状态。离子从高能级向低能级跃迁的时候释放的能量转换为一个光子，而光子的频率正比于它的能量。在固体与气体中，原子能级跃迁时的发光受到其他原子以及自身运动的影响，导致频率的扰动。而单个孤立的离子则不受这些因素的干扰，因而可以实现很高的频率精度。在另一个实验中，通过不同的激光对离子照射，使它同时处于两个量子状态——这就是量子力学里“薛定谔的猫”，而且进行了相应的测量。在更为复杂的实验中，三个离子形成量子缠绕状态，构成三个可以用于量子计算的量子位元（qubit）……过去对量子力学的检验大多是基于统计结果，而通过对单个离子的精准控制，维兰德等人的各种实验与测量直接从微观层次验证了量子力学。

阿罗什与维兰德殊途同归。他的实验是通过两面镜子来回反射把光子关进一个空腔，通过测量这些光子对高能级原子的影响得出光子的量子信息。

应用与展望

狭义相对论预言，如果一对双胞胎中的一人跑一圈回来再比较年龄，会发现这位运动者要年轻一些。这个效应非常细微，但用维兰德的光学钟却能测出这个年龄的差别。广义相对论预言引力场中的时钟会变慢，维兰德的时钟也直接测量出了这个变化……他们把光学钟高度提高30厘米，就发现时间在以不同的速度流逝，并且与广义相对论计算的结果相符。这么精确的光学钟如果成为成熟的技术，其应用将不只限于提高卫星定位精度。

量子计算论文范文第5篇

关键词:量子遗传算法;多目标分配;最优化

中图分类号:TP18 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0176-01

一、引言

遗传算法不同于传统寻优算法的特点在于:遗传算法在寻优过程中,仅需要得到适应度函数的值作为寻优的依据;同时使用概率性的变换规则,而不是确定性的变换规则;遗传算法适应度函数的计算相对于寻优过程是独立的;算法面对的是参数的编码集合,而并非参数集合本身,通用性强。它尤其适用于处理传统优化算法难于解决的复杂和非线性问题。[1]

目前,GA已经在很多领域得到成功应用,但随着问题规模的不断扩大和搜索空间的更加复杂,GA在求解很多具体问题时往往并不能表现出其优越性。于是,近年来便出现了遗传算法与其它理论相结合的实践,其中遗传算法与量子理论的结合是一个崭新的、极富前景和创意的尝试。

量子遗传算法QGA是量子计算特性与遗传算法相结合的产物。基于量子比特的叠加性和相干性,在遗传算法中借鉴量子比特的概念,引入了量子比特染色体。由于量子比特染色体能够表征叠加态,比传统GA具有更好的种群多样性,同时QGA也会具有更好的收敛性,因此在求解优化问题时,QGA在收敛速度、寻优能力方面比GA都将有较大的提高。QGA的出现结合了量子计算和遗传算法各自的优势,具有很高的理论价值和发展潜力。

本论文提出用量子遗传算法处理和解决多目标分配问题,为多目标问题的解决提供一种新的思路。

二、量子遗传算法

在传统计算机中,信息存储是以二进制来表示,不是“0”就是“1”态,但是在量子计算机中,充当信息存储单元的物质是一个双态量子系统,称为量子比特(qubit),量子比特与比特不同之就在于它可以同时处在两个量子态的叠加态,量子进化算法建立在量子的态矢量表述基础上,将量子比几率幅表示应用于染色体的编码,使得一条染色体可以表示个态的叠加,并利用量子旋转门更新染色体,从而使个体进达到优化目标的目的。

一个 位的量子位染色体就是一个量子位串,其表示如下:

其中 。在多目标优化中,一个量子染色体代表一个决策向量,在量子态中一个 位的量子染色体可以表达 个态,采用这种编码方式使得一个染色体可以同时表达多个态的叠加,使得量子进化算法比传统遗传算法拥有更好的多样性特征。

为了实现个体的进化,经典进化算法中通过染色体的交叉、变异操作推进种群的演化,而对量子进化算法而言,量子染色体的调整主要是通过量子旋转门实现的,算法流程如下:

(1)进化代数初始化: ;

(2)初始化种群 ,生成并评价 ;

(3)保存 中的最优解 ;

(4) ;

(5)由 生成 ;

(6)个体交叉、变异等操作,生成新的 (此步可省评价);

(7)评价 ,得到当前代的最优解 ;

(8)比较 与 得到量子概率门 ,保存最优解于 ;

(9)停机条件 当满足停机条件时,输出当前最优个体,算法结束,否则继续;

(10)以 更新 ,转到4)。

三、基于量子遗传算法的多目标分配应用

如今为了满足市场的需要,很多工厂的生产种类多、生产量大,从而设置了不同的生产车间,根据产品的性质分配生产车间合理与否直接影响工厂的经济收益,这同样可采用遗传算法的目标分配方法进行分配。

模型构建:设工厂有i个生产车间。 为在第i个车间生产第j种产品的收益, 为第j种产品的需求量;如果第j种产品被选中,则 为在第i个车间生产该产品的总收益。由题意知为求解 最大问题。

仿真实例:设有10个生产车间,要生产15种产品,用Matlab程序编程,设定40个粒子,迭代200次,代沟0.9。运行结果如下:

此图表明经200次迭代后的目标分配方案为:第1种产品由第3个车间生产,以此类推,车间5生产第2种产品,车间8生产第3种产品,……。次方案对应的车间总收益值为2.7030e+003,成功进行了多目标分配问题的解决。

四、结论

基于量子遗传算法的多目标分配,为多目标分配突破传统寻优模式找到了一个可行的解决方法。根据这种方法实验,仿真结果可以看出,基本符合要求,并且能够在一定的时间内得到最优的分配方案,因此,本文在探索多目标分配问题上找到了一种新的解决思路。

参考文献:

[1]吉根林.遗传算法研究综述[J].计算机应用与软件,2004,21(2):69-73

[2]肖晓伟,肖迪.多目标优化问题的研究概述[J].计算机应用研究,2011,3,28(3):805-808

[3]原银忠,韩传久.用遗传算法实现防空导弹体系的目标分配[J].火力与指挥控制,2008,3,33(3):80-83

[4]郭张龙,李为民,王刚.基于遗传算法的目标分配问题的研究[J].现代防御技术,2002,6:0172-0180

量子计算论文范文第6篇

Martin Karplus今年得了诺贝尔化学奖，我们一家都很高兴，因为他是我们一家唯一近距离接触过的诺贝尔奖获得者。这么多年来，大家都知道凭他在理论化学方面的影响力，只要身体健康、长寿，他迟早会得的。但不知道什么时候会以什么研究成果得奖，因为他的贡献很多很杂。

记得我刚到布法罗工作时，请他到我们学校作报告。他给了个生平简介。那里列举了35篇他的主要工作成就（其中有6篇在Nature/Science上发表，其他在各种杂志发表）。例如核磁共振里用于结构测定的Karplus方程，H+H2化学反应势能面的量子化学计算，生物大分子的量子化学计算，生物大分子的分子动力学研究，用量子化学和分子动力学结合（QM/MM）来研究酶的反应机制，等等。虽然贡献杂多，但其中的主线一直是量子化学在小分子和生物大分子上的应用。即使经典分子动力学，它里面的大部分参数也是从小分子的量子化学计算出来的。Karplus最后以QM/MM的贡献得奖，虽然是在意料之外，但也是在情理之中。有意思的是得奖的那篇论文不在他给我的35篇内，QM/MM的工作是用另外一篇来代表的。

在QM/MM方面得奖是在意料之外，主要是大家都觉得他在蛋白质分子动力学模拟这个领域的影响最大。他通过对蛋白质的动态分析，改变了对蛋白质分子结构及功能间关系的理解。更重要的是由他推动的分子动力学软件的自由传播而极大地影响了分子动力学模拟这个领域里的几代人。

QM/MM方面得奖也是在情理之中。毕竟这是化学奖，生物分子动力学的研究基本上是属于计算生物学而不是计算化学的范畴。而量子化学和分子动力学的结合可以看做是计算化学的延伸，争议将在诺贝尔奖委员会之内会小一些。Karplus的得奖是对他一生致力于用物理和化学的原理来解释生物现象的认可。

Martin Karplus的得奖对我们有什么启示？对我而言，最大的启示就是胆子要大。用七十年代的笨拙计算机来做小分子量子化学计算已经很不容易，但他就已开始算蛋白质大分子了。更不用说他居然把量子化学和分子动力学结合起来计算大分子而不管当时计算机只能模拟几个皮秒的运动 。几个皮秒蛋白质根本动不了什么。记得我在国内大学的毕业论文（1984年）是一个刚从美国访问回国的一个老师带的。他在美国访问时算了一些小无机分子，但他要我计算一个比他的分子大了好几倍的有机分子。当时，中科大的“超级”计算机中心是要以计算的机时来算钱的，钱很快就用光也没有算完。我当时在背后抱怨，导师自己算小的让我算大的，真不公平！但现在想来，学生就应该在老师做的基础上做得更好，更复杂才行。科学都是从易到难。如果跟老师做一样难易程度的东西，做出的结果可能就没有什么大意义。做费时大计算量的工作是有很大的风险。几个月甚至几年的反复计算才会有结果。但结果如果不符合实验就等于白做了。不怕风险，虽然这不是成功的保证但只有这样才有真正成功的可能。

Karplus的工作对我的另一个启示就是不要怕繁。学物理出身的往往拼命想把问题简化。我在美国读研究生时就曾经把水分子近似成硬球来计算气体在水里的溶解能。但对于生物现象，关键之处经常在于细节，简化马虎不得。一个分子动力学程序里用的蛋白质能量函数有上千个参数。这是靠好几个Karplus研究生的毕业论文才搞成的。一将功成万骨枯，在哪个领域都是一样的啊。

量子计算论文范文第7篇

立足大背景　寻求新发展

量子信息物理，顾名思义，这是一个由信息科学与量子力学学科交叉产生的、全新的研究方向。

“这门学科的出现有其重要的意义。”崔海涛介绍，“根据摩尔(Moore)定律，每18个月，计算机微处理器的速度就会增长一倍，其中单位面积(或体积)上集成的元件数目也会相应地增加。可以预见，在不久的将来，芯片元件就会达到它能以经典方式工作的极限尺度。因此，如何突破这种尺度极限是当代信息科学所面临的一个重大科学问题。量子信息的研究就是充分利用量子物理基本原理的研究成果，发挥量子相干特性的强大作用，探索以全新的方式进行计算、编码和信息传输的可能性，为突破芯片极限提供新概念、新思路和新途径。”“量子力学与信息科学结合，不仅充分显示了学科交叉的重要性，而且量子信息的最终物理实现，会导致信息科学观念和模式的重大变革。”崔海涛说。

时至今日，量子信息技术的发展不仅引起了学术界的关注，各发达国家也针对其制定了本国的研究发展规划，以期抢占未来信息科技的制高点，并投入大量人力、物力用于支撑该领域的基础性、前瞻性的研究。我国也于2006年9月了国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)，将以量子调控技术为代表的量子信息技术的研究纳入到基础研究重大科学研究计划当中。正如《纲要》中所描述的那样：“以微电子为基础的信息技术将达到物理极限，对信息科技发展提出了严峻的挑战，人类必须寻求新出路，而以量子效应为基础的新的信息手段初露端倪，并正在成为发达国家激烈竞争的焦点。量子调控就是探索新的量子现象，发展量子信息学、关联电子学、量子通信、受限小量子体系及人工带隙系统，构建未来信息技术理论基础，具有明显的前瞻性，有可能在20～30年后对人类社会经济发展产生难以估量的影响。”崔海涛团队的研究项目就是在这一大背景下展开，致力于解决量子信息技术中关键的、基础性的问题，并对相关实验技术的发展产生重要的理论指导作用。

紧扣量子纠缠　顺通量子信息

细看崔海涛的研究履历，其关键词便是“量子纠缠”。

“如果说量子信息主要是基于量子力学的相干特征、重构密码、计算和通讯的基本原理，那么，量子纠缠在其中发挥的是非常重要而且非常基本的作用。”在多年的学习和研究过程中，崔海涛认识到，一方面，许多重要的量子信息技术都需要量子纠缠的参与才能实现，例如，量子远程传态、量子保密通讯、量子密钥分发等；另一方面，由于量子体系与其他自由度的相互作用，这种作用最终导致体系的自由度与其他自由度的量子纠缠，由于环境选择的结果，量子体系的相干性质会逐渐消失，此即所谓退相干过程。退相干是实现量子信息过程所面临的最大障碍，如何有效克服退相干，延长量子体系的相干时间是当前量子信息技术研究的前沿课题。“就是这样奇特的物理性质，物理学家们对它的理解至今也非常有限，这严重制约了量子信息技术的发展，因此，建立对量子纠缠普遍的物理理解已经成为当今量子信息领域最为急迫需要解决的问题之一。”

如何建立对多体量子态纠缠的普遍理解?如何在具体的物理系统中制备纠缠的量子多体态?看上去，只要解决了这两个问题，量子纠缠就不再是瓶颈，然而，真的如此简单么?“最直观的做法是将两体纠缠的理解推广到多体。但经事实证明，这种推广具有很大的局限，因为量子多体态的纠缠具有远比两体纠缠更为丰富的内容。”接着，崔海涛进行了举例说明，“在3量子比特中，存在两个随机定域操作与经典通讯操作下不等价的三体纠缠态；GHZ态和W态。它们都是真正的三体纠缠态，却表现出完全不同的纠缠性质。对于GHZ态，任意一个或两个量子比特的约化密度矩阵都是单位阵；而W态，通过对任一量子比特的测量，可以得到其他两个量子比特的最大纠缠态。4个量子比特情况就更为复杂，迄今为止也没有一个完整的分类。”

直观推广不成，崔海涛又开始考虑换角度钻研。他认为，多体纠缠的度量应该包括两方面的内容：纠缠模式(pattern)和纠缠强度(intensity)。纠缠强度即纠缠的大小，现已有一些比较好的度量方式，如几何纠缠；纠缠模式则是指对应多体纠缠的分类。而伴随着纠缠模式，又出现了一个新的问题――多体态不同纠缠模式表示什么样的物理意义?“因为这涉及到如何在实验室中制备不同的多体纠缠。不同的纠缠模式必然对应完全不同的物理性质，SLOCC不等价关系的存在也限制了从‘最大纠缠态’得到其他任意纠缠态的可能。对于不同的纠缠模式，我们需要不同的物理系统(Hamilton量)来制备。这些系统之间又是怎样的关系呢?”

为了解惑，在国家自然科学基金项目“几何相与量子纠缠的理论研究”和“多体系统中的量子纠缠及其几何分类的理论研究”的支持下，崔海涛带领研究团队在此研究方向上刻苦钻研多年，并取得了一些深刻的认识。通过附加对称性的要求，例如，量子态的平移不变性质，他们发现完全可以普遍地建立这些多体纠缠态间的等价关系。而且，经进一步研究发现，这些等价关系可以通过态的几何性质很好地区分。也就是说，不等价的多体纠缠对应体系的不同几何结构。更为重要的是，这些几何结构可以通过几何相物理地加以描述。多体纠缠中的非平庸几何结构的发现并不是孤立的，联系最近凝聚态体系中相关几何效应的发现，有理由相信他们之间存在某种形式的联系。相关的研究工作正在进行中。

事实上，围绕多体系统中的几何相与量子纠缠的理论问题，崔海涛自攻读博士期间就产生了浓厚的兴趣。特别是近5年来，陆续发表了一些高水平的学术成果，并主持承担了一些科研项目。迄今为止共发表学术论文22篇，均为SCI收录，论文总引用次数137次，他引超过80次。其中，有7篇文章发表在国际权威物理学期刊“Physical Review A”上。2007年发表在“Physics Letter A”上的论文“A Study on the suddendeath of entanglement”已被引用60次(他引57次)，其他论文亦有不同程度的引用。

对于热爱这项研究的崔海涛来说，这种对未知科学世界的探索是他甘之如饴的兴趣和追求，也是他情愿脚踏实地“做一辈子的职业”。

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量子计算论文范文第8篇

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申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 高鑫与王东在直播间合影

内容来自：王东朋友圈

刚刚收官的《琅琊榜》中，高鑫饰演东宫太子萧景宣，太子是一个嚣张跋扈、骄傲懒散、做事鲁莽没头脑，为保储君地位不择手段的人，最终还是被废黜“太子”之位。为了更好的诠释这个角色，他不惜蓄胡子、为角色增肥20斤，为的就是给观众真实地展现出一个“草包”的太子形象。被网友冠上“最萌太子”的称号。10月27日，“太子”高鑫做客《娱乐东道主》，跟大家分享了自己戏里戏外的故事。

在《琅琊榜》中高鑫为了角色增肥了20斤，而直播间中的他已经恢复了清瘦身形。很多粉丝都很羡慕高鑫胖瘦自如的状态，他很淡定的说，最新测量的体重是73公斤，他曾经最高达到180斤，拥有这种“气球体质”的高鑫说，秘诀就是少吃多运动，说起来很容易，但是执行起来也不是那么简单，需要付出很多时间和精力。

说到《琅琊榜》，虽然从太子的角度来说最讨厌的人就是梅长苏，但从角色性格来说，高鑫最喜欢的也是梅长苏，因为作为演员演绎这样的角色会非常过瘾。而对于“男性宫斗剧”这个题材来说，高鑫自己觉得太过于婆婆妈妈，跟自己大大咧咧的性格完全相反。

对于演员来说，演戏是把“双刃剑”，高鑫会根据自己的兴奋点来进行权衡，无论什么样的人物，只要能让自己兴奋就会选择。而当遇到工作中的磨难和辛苦时，高鑫会告诉自己：It’s my job！这就是我的工作。导演的“预备”就是发令枪，听到这个词，高鑫就会马上进入状态。

被粉丝越来越喜爱的高鑫，只要有时间，就会跟网友互动，有意思的微博留言他都会回复，而且一定是自己亲自回复，因为在他看来这是对粉丝的尊重。不过也有让他头疼的留言：“你给我回复一个呗！”这个时候，70后的高鑫就很发愁该如何回复了，哈哈！

不拍戏的时候，高鑫最喜欢喝茶聊天放松，甚至以前还会带着喝茶的工具进剧组，说起茶来也是头头是道。而他爱看的书竟然是天文学、物理学方面的书籍，前两年还曾经研究过量子力学！！在他看来，研究这种脑洞大开的事情对拍戏也有帮助。

量子计算论文范文第9篇

USA(Ed.)

Continuous Advances in

QCD 2004

2004,588 pp.

Hardcover $ 128.00

ISBN 981-256-072-6

World Scientific

T.格吉塔 编

威廉・I・法恩理论物理研究所2004年5月31~16日举行了“量子色动力学中的持续进展2004专题讨论会”。本次讨论会聚集了这个领域中的60多位一流专家，讨论了在量子色动力学和非阿贝尔规范理论方面的最新成果，最热门的课题包括：对五夸克实验证据的讨论；与在RHIC中正在进行的实验有关的极端条件下的强相互作用；由新的弦论引起的对规范理论的研究。涉及微扰和非微扰动态特性、重强子的衰变、拓扑场结构以及超对称。

全书共收录50篇论文，被分为六个部分，分别为：1.微扰与非微扰量子色动力学；2.重夸克物理学；3.奇异的强子；4.高温和高密度下的量子色动力学物质；5.拓扑场结构；6.超对称与理论方法。部分论文为：广义部分子分布的研究；量子色动力学的狄位克谱与户田点阵；作为量子色动力学模板的共形对称；量子色动力学的变分考虑；重子INc；夸克相关与单自旋不对称；软共线因子化与BXsγ速率的计算；半轻子夸克衰减微扰描述的状况；极化右手电流与BVV中的CP破坏；重强子的寿命；在丢失能量的BS转变中寻找暗物质；手征孤立子的夸克结构；手征孤立模型预测了五夸克吗？在I/Nc扩展中的重子奇异；处于沸点的量子色动力学：在RHIC中产生的重子告诉了我们什么？禁闭与手征对称；非均匀色超导性；杨-米尔斯热力学的解析方法；非交换孤立子与瞬子；场论中的呼吸子；量子非阿贝单极子；量子色动力学中的新拓扑结构；强耦合规范理论中的黏度；平面等价：从类型O的弦到量子色动力学；规范理论振幅，标量图以及纽量空间；弱超对称与它的量子机理的实现；汤川理论的非微扰解与规范理论；二维非交换空间中的费米子理论；N=2超对称理论中的非阿贝尔保形真空；卡西米尔效应的光学方法；正处于十字路口；此时此地基础物理永恒的问题等。

本书代表了量子色动学研究的前沿，是一本对高能物理学领域的研究人员和研究生有用的参考资料。

胡光华，高级软件工程师

(原中国科学院物理学研究所)

Hu Guanghua, Senior Software Engineer

量子计算论文范文第10篇

人物篇――兴趣使然躬耕物理

1994年7月毕业于南京大学物理系；1999年在中科院物理所获博士学位；1999年9月至2001年7月在清华大学高等研究中心完成博士后研究工作；2001年起在北京师范大学任教。

这就是寇谡鹏的求学、治学之路：水到渠成、充实而不平庸。早在青少年时期，寇谡鹏就对物理产生了浓厚的兴趣，对科研发自心底的热爱。当时，物理学在国内很有影响力，全国到处都在宣传像李政道、杨振宁这些获得诺贝尔奖的华裔物理学家，国内很多优秀学生在大学阶段都选择了攻读物理，寇谡鹏也是其中之一。但是，他的选择却并非跟风的盲目之举，而是基于发自心底的对物理学科的热爱，他说，　“只有真正的兴趣使然，才会深入的、耐得住寂寞的钻研学问”。

也正是由于兴趣使然，寇谡鹏学习刻苦、成绩优异，在中国科学院物理研究所攻读博士学位期间，他被评为中国科学院研究生院优秀研究生，曾获得中国科学院院长奖学金优秀奖。

1999年，寇谡鹏进入清华大学高等研究中心做博士后研究工作，那里有世界一流大学的研究模式和条件，有宽松自由的学术环境，在那里，寇谡鹏结识了当今华人物理界的众多精英，采访中他就反复提及翁征宇、文小刚等人的名字，称赞他们在物理研究中的杰出成就。和众多大师级的人物近距离的接触，也增加了他们之间合作的机会。2004年，寇谡鹏作为北京师范大学物理学科学术带头人的培养对象，在“杰出青年学者数学物理研修项目”资助下被派往美国麻省理工学院研修，合作导师就是文小刚教授。

刻苦求索，玉汝于成。多年来，寇谡鹏始终瞄准理论物理的前沿尖端方向做研究，他的研究领域涉及强关联电子系统、高温超导理论、介观物理、量子场论、拓扑序和拓扑量子计算等。至今，他已在强关联电子系统、高温超导体机制、拓扑量子态等研究领域中取得了若干创造性的成果，在国际国内重要期刊60余篇，其中美国物理评论快报（PRL）3篇、美国物理评论（PR）27篇、欧洲物理快报（EPL）3篇。目前主持国家自然科学基金一项，科技部973项目量子调控子项目两项，主持博士点基金（博导类）一项，国内、国际学术会议邀请报告近二十余次。并担任美国物理评论快报、美国物理评论、中国科学、中国物理、理论物理通讯、物理学报、物理学前沿等国际、国内杂志审稿人。

科研篇――瞄准前沿发展尖端

一心做学问、专注自己有兴趣的领域，也使寇谡鹏得到了同行的认可，入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”并获得第十三届茅以升北京青年科技奖。以下是他的代表性成果：

在拓扑序的分类及拓扑量子相变研究中，发现了一类二维Z2拓扑数，可以利用这种新的拓扑数对拓扑序、拓扑超导进行分类，另外，还发现Z2拓扑序可以由MutuaI-Chern-Simons场论描述，包括拓扑简并、手征边缘态等。获得完整的有效理论可以使得我们很方便的描述拓扑序的低能物理行为。还利用分数量子霍尔态中的hierarchy　theory提出了Mutual　Chern-Simons　Landau-Ginzburg方法，得到了一类拓扑序量子相变的普适性原理。还运用对偶方法得到了基于自旋模型的Z2拓扑序的量子相变的一些严格结果，通过引入了闭弦算符描述该相变，发现这类量子相变开弦和闭弦的对偶关系。

在拓扑量子计算中，提出了一种新的拓扑量子计算方案，通过控制拓扑序基态的量子隧道效应进行拓扑量子计算，解决了如何控制拓扑序基态的难题。为此系统化的研究了拓扑序的量子隧道效应，在此基础上进一步提出更适合进行拓扑量子计算的表面码的拓扑量子计算方案，该工作被多个虚拟网络杂志多次选录。

在相互作用电子系统中的新奇量子态领域，系统化的研究了一类关联费米系统：Nodal绝缘体。这是在六角格子或丌-磁通格子中的相互作用电子系统。发现在金属绝缘体转变附近可能存在一种新的物态：nodal自旋液体，一种具有自旋旋转对称性、又有空间平移对称性的非磁绝缘体。发现其中的拓扑元激发是无质量的费米激发，存在电荷自旋分离现象。相关工作作为“Review　article”被邀请写入Nova　science　Publishers的新书“Insulators：Types，Properties　and　Uses”。另外，基于关联拓扑绝缘体，从理论上预言了可能存在的三种新奇量子态：手征自旋液体、拓扑自旋密度波、复合自旋液体。其中，复合自旋液体态不同于已知的所有自旋液体，其元激发为电子和skyrmion拓扑激发的复合体，没有自旋电荷分离。

在高温超导体的拓扑理论领域，从高温超导体的微观模型出发，得到了一个有效场论模型。利用随机重整化群技术研究了高温超导体绝缘体一超导转变的物理机制，发现该转变的物理本质是一个量子临界点，在该量子临界点发生对偶禁闭退禁闭转变。并在此基础上解释了高温超导体中条纹相不稳定性的起源。另外，从低能有效场论出发，预言在赝能隙区，在外加电磁场的情况下，高温超导体存在守恒的无耗散自旋流。

树人篇――用心育人凝练队伍

人才培养方面，寇谡鹏每年讲授本科生基础课“电磁学”将前沿知识融入教学中，取得了很好的教学效果，同时指导了十多个本科毕业论文和两个本科生校级科研基金项目。另外参与教学改革：主持校级精品课“电磁学”，还参与北京市精品课“固体物理”和北师大“电磁学网络课程”的建设。因此，他于2006年获得北京师范大学励耘奖优秀青年教师奖二等奖，2007年获得北京市教育创新标兵。

大学教育是高层次的教育，寇谡鹏讲课不仅重视系统性、清晰性和层次性，更重要的是在教学中独具匠心，采用“渗透现代物理前沿”的教学模式，创新人才培养模式。渗透现代前沿的教学模式关键在于采取理论学习和科研相结合的方式，使学生进行“有目的”的学习。面对一年级的本科生他大胆介绍物理专业国内外发展的最新动态，让学生不仅了解物理的过去、现在而且可以畅想未来。通过生动的多媒体课件直观地介绍，充分发挥老师的主导作用和学生的主动性。他认为物理教学应开阔而非僵化学生的思维。现代物理的思想与方法渗透于日常教学中，让学生尽可能多地接触学科前沿，开阔学生视野，激发学生兴趣，并启发他们学会如何“发现”物理问题，分析问题，讨论解决问题，有利于激发创造性。

实践证明渗透前沿物理教育在大学物理教学中具有重要意义。他的课程建议思想活跃的同学可以撰写小论文，每学期都有大部分本科生交小论文，根据情况计算平时成绩。由于对物理学浓厚的兴趣，部分大三、大四的学生也经常参加他课题组每周的小组讨论会。