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新型超快计算机在2021年诺贝尔物理奖中蕴藏

主题:量子计算机原理 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-02-23

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量子计算机论文范文

量子计算机原理论文

目录

  1. 量子计算机原理:加莱道雄博士:量子计算机如何编程

利用量子力学的定律意味可以发展比今天的超级计算机更快和更强大的电脑.

10月9日,瑞典皇家科学院诺贝尔奖评审委员会宣布,将2012年诺贝尔物理学奖颁发给法国巴黎高等师范学院教授塞尔日·阿罗什(Serge Haroche)与美国标准技术研究所教授大卫·维因兰德(D论文范文id Wineland),以表彰他们在量子力学领域所做出的突破性研究,称他们“提出了突破性的实验方法,使测量和操控单个量子体系成为可能.”

这一研究有助于建立一个基于量子物理学的新类型超高速计算机.

瓦恩兰在美国国家标准与技术研究院所做的工作使制作精度达10-17秒的“光时钟”成为可能,这要比提供美国论文范文时间的铯原子钟好上百倍.光时钟使用了自参照技术——一个离子做时钟源,另一个离子读取它,同时并不改变它脆弱的量子态.这样的精确性甚至可以在几十米之短的距离中测量相对论效应,比如时间流逝变缓与引力的变化.目前光时钟已经在他的实验室里连续运转几天几夜了,瓦恩兰在诺贝尔奖网站的采访中谈到.

量子计算机原理:加莱道雄博士:量子计算机如何编程

瓦恩兰的小组已经演示了基于两位量子比特如何实现计算操作.传统计算机的一位二进制比特可以取值为0或1,然而与此不同,量子比特可以取值为0或1,或者同时取0和1.于是计算的能力将会跃升,因为n个量子比特便可以表示2^n个状态,理论上这将赋予计算机无法想象的威力.“尽管真正实现这样一台计算机依然困难重重”瓦恩兰说,“但我们大多数人都相信这最终能办到”.

瓦恩兰和阿罗什的方法刚好互补:瓦恩兰用激光捕捉带电原子,而阿罗什用穿过阱的原子测量被捕获在阱中的光子.

利用量子力学的定律意味可以发展比今天的超级计算机更快和更强大的电脑.恰好两位获奖者均在量子光学领域研究光与物质间的基本相互作用,而他们突破性的方法,使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步.正如上世纪传统计算机的影响那样,或许量子计算机将在本世纪以同样根本性的方式改变人们的日常生活.

(译自nobelprize.org等,编译:李纪元)

无线网络速度将提高10倍

这个成果的关键是被称为“编码TCP”的创新,科学家们研发了一种新的TCP编码算法,这种算法令丢包率大大下降,丢包现象几乎消失. 一个由麻省理工,加州理工学院,哈佛大学以及几所欧洲大学的研究人员所组成的研究队伍在10月23日完成了一个壮举:他们在没有增大发射功率,没有增加接入点,没有使用更宽的频带的情况下,将无线网络的传输速率增加到了原先的10倍以上.这个成果被认为将会对LTE以及Wi-Fi网络的发展产生重大影响.

这个成果的关键是被称为“编码TCP”的创新,科学家们研发了一种新的TCP编码算法,这种算法令丢包率大大下降,丢包现象几乎消失.在无线网络中丢包率是影响传输性能的大问题,麻省理工大学校园WiFi网络的丢包率为2%,而在一列行驶得比较快的列车上,用手机访问无线网络丢包率会接近5%.

研究人员通过被命名为“编码TCP”的方法使丢包不会导致高延迟以及频繁重传.简单来说,TCP数据包中具有编号,而TCP包中包裹着IP包,通过路由器解析IP包头的lP地址以后发送出去.如果接收方发现TCP数据包中的编号并不是预想中的编号,那么将向发送者要求重传,在正确的TCP包传送过来以前接收方必须等待这个正确的包.而研究人员将这些数据包整合起来,转化为一条描述这些数据包的线性代数方程.如果有部分数据损失的话,接收方可以通过解开方程来恢复原来的数据,大大减少了重传次数.根据研究人员所说,解开这条方程的过程“简单而且是线性的”,也就是说并不会占用太多的CPU资源.

在2%丢包率的麻省理工大学校园网中,这种编码方式使本来为IMbps的传输速度上升到16Mbps,在5%丢包率的列车上,本来是0.5Mbps的无线传输速率增加到了13.5Mbps.

目前编码TCP还没有经过大规模的部署,不过这种技术的核心专利已经由几所硬件厂商所掌握,很可能在短时间内就可以推出商业化产品.

(编译:李纪元)

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量子计算机原理引用文献:

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