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Shu 7月10日

抱歉，我对和经典光共传不很清楚，无法回答。

评论于突破性进展：TF-QKD
wanghuan 7月5日

您好！想问一下这个TF协议可以用在QKD和经典光的共传上么？当我们分析量子信号所受的来自经典光信号的自发拉曼散...

评论于突破性进展：TF-QKD
Reboot 6月30日

期待！

评论于尼尔森《量子计算和量子信息》第二章练习题解答

量子计算和经典计算到底有什么不同？

　　量子计算机依靠量子力学的原理来进行计算，这些原理与经典物理理念截然不同，比如量子叠加（superposition）、量子纠缠（entanglement）、量子干涉（interference）等等。量子计算机利用量子叠加来存储信息。在经典的二进制计算机中，数据被存储成0或者1两种状态，类似于一个普通开关。而在量子计算机中，信息被存储成量子态，可以同时被记录为0或者1，就好比一个能够调节灯光亮度的开关，是0和1的线性组合，这种特质能让计算机的存储量能获得指数级别的增长。

　　在量子计算中，我们依靠量子位（量子比特）将信息存储在量子计算机中。但是这些量子却很不“安分”，它们时刻想和自己周围的环境进行互动。但是，与环境的纠缠会导致存储在量子位中的信息丢失，因此我们希望这些量子保持在一种“真空”状态，与各种各样的噪声相隔绝。隔离系统有很多不同的方法，但是微软采取的方法具有更好的可拓展性。打个比方，假设你想建一栋摩天大楼，如果使用砖头作为建筑材料，这栋大楼的搭建过程会非常辛苦。这时候，选择使用钢铁作为建筑材料也许是一个更好的选择，这栋大楼也会更加坚固。微软选择的拓扑量子位就像“钢铁”，非常强大和稳定，拓扑量子位能让我们以更少的开销、更少的资源、更少的时间获得更加强大的计算能力和更多的量子位。通俗来说，拓扑量子位能够少花钱，多办事。并且，如果要实现同样的计算能力，拓扑量子位所需的量子位更少。

　　微软致力于构建一个全面的、可拓展的量子计算生态系统，只拥有50或者100个量子位的量子计算机对我们来说是远远不够的，我们希望量子计算机能够拓展到数千、数万、数十万甚至更多的量子位，这样才能够解决全球最具挑战性的问题。

2019年5月5日
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固态量子计算处理器最终是死路一条？

　　量子计算正受到越来越多的关注，其中很重要的原因是科技巨头们的推动。今年CES上，IBM宣布推出IBMQSystemOne，这是世界上首个专为科学和商业用途设计的集成通用近似量子计算系统。不过，美国名为IonQ的公司声称其在构建全球最好量子计算机解决全球最难问题，并有特别的量子计算商用方案，该公司CEO还认为固态量子计算处理器是死路一条。

　　全球最大的IT公司正在进行量子计算的研发并不是偶然的。特别是谷歌，IBM和英特尔有能力投入大量资源，而且在过去几年中取得了令人瞩目的进展。尽管大量关于量子计算的报道都围绕上述三者，但要判断谁会主导这个新兴市场还为时尚早。

　　这是因为，IBM，谷歌和英特尔以及Rigetti（2013年在美国成立的研发量子计算处理器的公司，致力于量子计算的部署）都在开发各种固态量子处理器，但到目前为止，哪种通用量子计算技术在商业上可行还没有达成共识。固态量子处理器基于数十年来硅和大规模集成的经验，但要求将芯片冷却到接近绝对零度，并采用积极的纠错技术来保持量子位的正常运行。

　　采用固态方法的一个例外是IonQ，它使用悬浮在真空中的镱原子将捕获的离子用于其量子位，用激光束完成处理。激光束用于原子量子位存储和检索信息，执行逻辑运算，并将它们连接在一起构成特定电路。nextplatform在最近与IonQCEO兼联合创始人ChrisMonroe进行了采访，他说出了为什么认为这种方法最有可能实现量子计算商用的飞跃。

　　由于激光束是可编程且控制（使用传统计算机），因此可以根据应用动态构建量子硬件实现最优化的电路布局。量子计算旨在提升或解决量子化学、物流、机器学习和密码学等领域的问题，能够以类FPGA的方式将硬件与软件进行编码，这也是IonQ区别于自己另一种硬件连接的方式。

2019年4月30日
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美国在量子计算机领域已经领先了？

　　在正在举行的2019年美国拉斯维加斯消费电子展（CES）上，不少参观者围观2米多高的玻璃盒子里一个形似“吊灯”的设备，这正是国际商业机器公司（IBM）发布的一款据称可“商用”的量子电脑的模型。有舆论认为，IBM此举可谓在科技界掀起“冲击波”。多年来，很多国家对量子计算机的研发仍停留在理论阶段，如今，IBM却已将之“商用”化。

　　美国是研发量子计算机较早的国家之一。有外媒报道称，量子计算机的速度有望比人们当前使用的传统计算机快几个量级。英特尔公司量子硬件负责人吉姆·克拉克形容说：“量子可能是未来100年的计算技术。这有点像太空竞赛，一代人时间里出现一次。”鉴于此，为了取得在量子计算领域的优势，多家美国企业都在研发量子技术。

　　而在众多美国公司中，IBM公司是最早进入量子计算机领域的企业之一，其主要超前点在于量子比特量级。据称，IBM能操纵的量子比特量级大幅领先于其他国家，已达50量子比特能力。理论上来说，如果超过49比特，其在性能上就能超过传统计算机。

　　不过，中国现代国际关系研究院美国所学者李峥对参考消息网称，在此次CES上，虽然IBM展示的是一种商用型量子计算机，但也只是展现出其在传统计算机上的能力，即能模拟出一些新技术。

　　李峥进一步表示，很多国家都认为，量子计算是具有革命性的下一代计算技术，因此都热衷于量子计算机的研发。当前，各国量子计算模型的设计都比较成熟，但也都面临所依托物质的困境。量子计算机需要依托超导物质、超导环境来实现并运作。而目前，几乎任何一个国家都缺乏可实用的超导材料。虽然表面上各国在量子比特上存在一定差距，但实际上，量子计算技术都还远未达到可以商业化的水平。

　　可以说，量子计算本身是一种极具超前性的技术，各国都仍处于尝试与创新的阶段，比拼各自的研发、创新及技术转化的能力。值得一提的是，多年来，中国在量子计算机方面也在持续发力。

　　据美国有线新闻电视网报道，美国量子产业联盟创始人保罗·施蒂默斯在描述中国对量子计算机研发的投入时说：“他们有一颗量子卫星，其他国家没有；他们有一个通讯网络，其他国家没有；他们有一个人力开发计划，可以培养出中国新的量子工程师。”

　　对于中国量子计算机技术的研发，李峥表示，从当前发展程度来看，中国是较早进入这一领域、且处于国际“第一梯队”的国家，与西方国家几乎是同步的，且在超导技术方面可与掌握最先进技术的国家并驾齐驱。同时，在这项技术上，中国受到外界的技术干扰、管制的影响较小，发展前景良好。

2019年4月29日
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量子计算将取代AI定义人类的未来吗？

　　在20世纪末，“量子”这个词作为一种具有重大意义的描述而流行起来，用普通的词汇来形容它甚至都会拉低它的身价。例如，“量子飞跃”就是一个重大的进步。

　　充其量，这是一个不精确(尽管有趣)的定义。然而，当“量子”被应用到“计算”时，我们确实进入了一个飞跃的进步时代。

　　量子计算是基于量子理论原理的技术，在原子和亚原子层面上解释能量和物质的本质。它依赖于令人难以置信的量子力学现象的存在，例如叠加和纠缠。

　　欧文·薛定谔(ErwinSchrodinger)20世纪30年代著名的“思考实验”中，一只猫既死又活，实验的目的是为了强调叠加的明显荒谬，即量子系统可以同时存在于多个状态，直到被观察或测量。今天的量子计算机包含几十个量子位元，它们充分利用了这一原理。每个量子位都存在于0和1，直到被测量。量子位元的发展对于处理大量的数据和达到以前无法达到的计算效率水平具有重要的意义，而这正是量子计算的潜力所在。

　　当薛定谔想着丧尸猫的时候，阿尔伯特·爱因斯坦正在观察他所描述的“远距离幽灵行动”，这些粒子的传播速度似乎比光速还快。他看到的是纠缠在一起的电子。纠缠是指同一量子系统中粒子的状态不能相互独立描述。即使它们相隔很远，它们仍然是同一个系统的一部分。如果你测量一个粒子，其余的似乎马上就知道了。目前测量纠缠粒子的记录距离是1200公里。纠缠意味着整个量子系统大于其各部分之和。

　　各方都在采用不同的方法进行量子计算，因此对量子计算的工作原理的单一解释是主观的。但是有一个原则可以帮助读者理解经典计算和量子计算的区别。经典计算机是二进制的。也就是说，它们依赖于一个事实，即每一个比特只能以0或1两种状态中的一种存在。薛定谔的猫只是说明亚原子粒子可以同时呈现无数种状态。如果你想象一个球体，如果北极是0，南极是1，那么就会有一个二元状态。在一个量子位元中，整个球体可以容纳无数的其他状态，而将这些状态与量子位元之间的关系联系起来，使得量子计算能够很好地适应经典计算无法完成的各种特定任务。创建量子位元并维持其存在足够长的时间以完成量子计算任务是一个持续的挑战。

2019年4月28日
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