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量子計算的基本原理范文1
【關鍵詞】核磁共振成像;原理;系統
【中圖分類號】R445.2【文獻標識碼】A【文章編號】1007-8517(2009)08-0047-01
早在20世紀40年代，人類就認識了核磁共振現象。但是這一現象在30多年以后才得到廣泛應用。迄今為止，磁共振成像已經快速地成長為一個強有力的醫學成像模式。本文將介紹核磁共振原理，核磁共振成像的原理，核磁共振成像系統的結構。
1磁共振成像基本原理
1.1核磁共振的基本原理原子核除具有電荷和質量外，許多原子核還具有自旋角動量 P，它與相應的磁偶極矩 之間關系為產 ＝γ（ γ為旋磁比）。原子核的自旋角動量是量子化的，核磁矩也是量子化的。以 B0的方向為 z軸的正方向，則核磁矩的大小為： μ＝γI（I＋1）。
I的值可以是零、整數或半整數。按照量子力學原理，自旋角動量在z方向的分量為： Pz＝mIh
成是在環路上運動的電流，原子核既有電荷又有電流，原子核既有電荷又有自旋，因此也就有相應的磁偶極矩 μ，它和角動量P的關系為： ＝γ。
用量子力學來描述核磁共振，當將將核磁矩置于沿z軸的靜態磁場H0中，磁矩 μ與H0將有相互作用能，能量算符為 ＝－0＝－γhH0Iz，Em＝=－γηH0m，其中m=I,I-1，I-2，……，-I+1，-I，總共2I+1個能級。
Em-1-Em=γηH0m，表示能級的間距與m值無關，即能級是等距的，其間距與磁強強度H0成正比。
為了觀測能級間粒子的躍遷，在垂直于H0方向加一射頻場：Ht=2H1cos(2νm)，則能量算符： ＝－t=-γH1μxcos(2νm)=-2H1γIxcos(2νm)，單位時間躍遷幾率為： Pmm’=γ2H12＜mtIxm＞2δ(νmm’-ν)，其中：νmm=Emm’h=γH0mt-m2π。
從δ(νmm’-ν)可知，只有當ν=γH0/2π時，不為零。這稱為“共振條件”，ν0=γH0/2π稱為共振頻。
1.2磁共振成像基本原理磁共振成像是利用原子核在磁場內共振所產生信號經重建成像的一種成像技術。人體不同器官的正常組織與病理組織的T1是相對固定的，而且它們之間有一定的差別，T2也是如此。有如CT時，組織間吸收系數（CT值）差別是CT成像基礎的道理。但MRI不像CT只有一個參數，即吸收系數，而是有T1、T2和自旋核密度（P）等幾個參數，其中T1與T2尤為重要。因此，獲得選定層面中各種組織的T1（或T2）值，就可獲得該層面中包括各種組織影像的圖像。
MRI的成像方法也與CT相似。有如把檢查層面分成Nx，Ny，Nz…一定數量的小體積，即體素，用接收器收集信息，數字化后輸入計算機處理，獲得每個體素的T1（或T2），進行空間編碼。用轉換器將每個T值轉為模擬灰度，而重建圖像。利用灰度值把NMR參數作為空間坐標的函數表示出來。根據上面提到的NMR條件ω0=γB0，如果不考慮化學位移，J耦合等因素，樣品中同一種原子核的在靜磁場中的共振是一樣的。根據NMR基本原理，處于均勻磁場B0中的自旋體系，其共振頻率為ω0=γB0。為了得到成像區域任意點的空間信息，需要在主磁場上疊加三個彼此正交的梯度磁場Gx、Gy和Gz，分別用于層面選取、相位編碼和頻率編碼。此時成像空間某一體元的共振頻率為：ω0=γ(B0+xGx+yGy+zGz)。
2磁共振成像系統的基本結構
磁共振成像系統的基本結構，主要包括磁體部分、譜儀部分、計算機部分。其中譜儀部分又可以細分為射頻發射單元、信號接收單元、脈沖梯度單元和脈沖序列控制單元。
磁體部分包括主磁體、射頻線圈、梯度線圈和勻場線圈。用于磁共振成像的磁體可分為永磁型、常導型和超導型。射頻線圈既有射頻發射功能又有信號探測功能，因此射頻線圈就有了發射線圈和接收線圈之分。勻場線圈由若干個小線圈所組成，構成以磁體中心為調解對象的線圈陣列。
譜儀部分包括射頻發射單元、信號接收單元、脈沖梯度單元和脈沖序列控制單元。各部分功能都在核心板和母板中得到實現。計算機系統包括控制計算機、主計算機、圖像顯示、存檔、傳輸等輔助設施。所用主計算機有工作站，也有用工業PC機，高場系統大部分用工作站，低場系統大部分用微機?？刂朴嬎銠C用來實現對整機的運行操作。主計算機和控制計算機之間有數據總線相連，各譜儀單元都和控制計算機有通訊聯系。主計算機主要完成數據的處理，包括譜圖變換，參數設置，圖像重建，圖像處理，病人資料的管理。其中實驗部分參數設置主要由脈沖序列編譯器來完成設置、修改和管理。
核磁共振是重要的檢測手段和分析手段之一。隨著其應用領域的拓展和深入，核磁共振譜儀技術也不斷地發展和完善。本文研究了核磁共振原理，核磁共振成像的原理，核磁共振成像系統的結構，對使用相關儀器有很大幫助意義。
參考文獻
[1]據棟林.核磁共振成像學[M].高等教育出版社,2004.
量子計算的基本原理范文2
【關鍵詞】量子;通信;技術;發展
對量子信息進行研究是將量子力學作為研究基礎，根據量子并行、糾纏以及不可克隆特性，探索量子編碼、計算、傳輸的可能性，以新途徑、思路、概念打破原有的芯片極限。從本質來說：量子信息是在量子物理觀念上引發的效應。它的優勢完全來源于量子并行，量子糾纏中的相干疊加為量子通訊提供了依據，量子密碼更多的取決于波包塌縮。理論上，量子通信能夠實現通信過程，最初是通過光纖實現的，由于光纖會受到自身與地理條件限制，不能實現遠距離通信，所以不利于全球化。到1993年，隱形傳輸方式被提出，通過創建脫離實物的量子通信，用量子態進行信息傳輸，這就是原則上不能破譯的技術。但是，我們應該看到，受環境噪聲影響，量子糾纏會隨著傳輸距離的拉長效果變差。
一、量子通信技術
（一）量子通信定義
到目前為止，量子通信依然沒有準確的定義。從物力角度來看，它可以被理解為物力權限下，通過量子效應進行性能較高的通信;從信息學來看，量子通信是在量子力學原理以及量子隱形傳輸中的特有屬性，或者利用量子測量完成信息傳輸的過程。
從量子基本理論來看，量子態是質子、中子、原子等粒子的具體狀態，可以代表粒子旋轉、能量、磁場和物理特性，它包含量子測不準原理和量子糾纏，同時也是現代物理學的重點。量子糾纏是來源一致的一對微觀粒子在量子力學中的糾纏關系，同時這也是通過量子進行密碼傳遞的基礎。Heisenberg測不準原理作為力學基本原理，是同一時刻用相同精度對量子動量以及位置的測量，但是只能精確測定其中的一樣結果。
（二）量子通信原理
量子通信素來具有速度快、容量大、保密性好等特征，它的過程就是量子力學原理的展現。從最典型的通信系統來說具體包含：量子態、量子測量容器與通道，擁有量子效應的有：原子、電子、光子等，它們都可以作為量子通信的信號。在這過程中，由于光信號擁有一定的傳輸性，所以常說的量子通信都是量子光通信。分發單光子作為實施量子通信空間的依據，利用空間技術能夠實現空間量子的全球化通信，并且克服空間鏈路造成的距離局限。
利用糾纏量子中的隱形量子傳輸技術作為未來量子通信的核心，它的工作原理是：利用量子力學，由兩個光子構成糾纏光子，不管它們在宇宙中距離多遠，都不能分割狀態。如果只是單獨測量一個光子情況，可能會得到完全隨機的測量結果;如果利用海森堡的測不準原理進行測量，只要測量一個光子狀態，縱使它已經發生變化，另一個光子也會出現類似的變化，也就是塌縮。根據這一研究成果，Alice利用隨機比特，隨機轉換已有的量子傳輸狀態，在多次傳輸中，接受者利用量子信道接收;在對每個光子進行測量時，同時也隨機改變了自己的基，一旦兩人的基一樣，一對互補隨機數也就產生。如果此時竊聽者竊聽，就會破壞糾纏光子對，Alice與Bob也就發覺，所以運用這種方式進行通信是安全的。
（三）量子密碼技術
從Heisenberg測不準原理我們可以知道，竊聽不可能得到有效信息，與此同時，竊聽量子信號也將會留下痕跡，讓通信方察覺。密碼技術通過這一原理判別是否存在有人竊取密碼信息，保障密碼安全。而密鑰分配的基本原理則來源于偏振，在任意時刻，光子的偏振方向都擁有一定的隨機性，所以需要在糾纏光子間分設偏振片。如果光子偏振片與偏振方向夾角較小時，通過濾光器偏振的幾率很大，反之偏小。尤其是夾角為90度時，概率為0;夾角為45度時，概率是0.5，夾角是0度時，概率就是1;然后利用公開渠道告訴對方旋轉方式，將檢測到的光子標記為1，沒有檢測到的填寫0，而雙方都能記錄的二進制數列就是密碼。對于半路監聽的情況，在設置偏振片的同時，偏振方向的改變，這樣就會讓接受者與發送者數列出現差距。
（四）量子通信的安全性
從典型的數字通信來說：對信息逐比特，并且完全加密保護，這才是實質上的安全通信。但是它不能完全保障信息安全，在長度有限的密文理論中，經不住窮舉法影響。同時，偽隨機碼的周期性，在重復使用密鑰時，理論上能夠被解碼，只是周期越長，解碼破譯難度就會越大。如果將長度有限的隨機碼視為密鑰，長期使用雖然也會具有周期特征，但是不能確保安全性。
從傳統的通信保密系統來看，使用的是線路加密與終端加密整合的方式對其保護。電話保密網，是在話音終端上利用信息通信進行加密保護，而工作密鑰則是偽隨機碼。
二、量子通信應用與發展
和傳統通信相比，量子通信具有很多優勢，它具有良好的抗干擾能力，并且不需要傳統信道，量子密碼安全性很高，一般不能被破譯，線路時延接近0，所以具有很快的傳輸速度。目前，量子通信已經引起很多軍方和國家政府的關注。因為它能建立起無法破譯的系統，所以一直是日本、歐盟、美國科研機構發展與研究的內容。
在城域通信分發與生成系統中，通過互聯量子路由器，不僅能為任意量子密碼機構成量子密碼，還能為成對通信保密機利用，它既能用于逐比特加密，也能非實時應用。在嚴格的專網安全通信中，通過以量子分發系統和密鑰為支撐，在城域范疇，任何兩個用戶都能實現逐比特密鑰量子加密通信，最后形成安全性有保障的通信系統。在廣域高的通信網絡中，受傳輸信道中的長度限制，它不可能直接創建出廣域的通信網絡。如果分段利用量子密鑰進行實時加密，就能形成安全級別較高的廣域通信。它的缺點是，不能全程端與端的加密，加密節點信息需要落地，所以存在安全隱患。目前，隨著空間光信道量子通信的成熟，在天基平臺建立好后，就能實施范圍覆蓋，從而拓展量子信道傳輸。在這過程中，一旦量子中繼與存儲取得突破，就能進一步拉長量子信道的輸送距離，并且運用到更寬的領域。例如：在潛安全系統中，深海潛艇與岸基指揮一直是公認的世界難題，只有運用甚長波進行系統通信，才能實現幾百米水下通信，如果只是使用傳統的加密方式，很難保障安全性，而利用量子隱形和存儲將成為開辟潛通的新途徑。
三、結束語
量子技術的應用與發展，作為現代科學與物理學的進步標志之一，它對人類發展以及科學建設都具有重要作用。因此，在實際工作中，必須充分利用通信技術，整合國內外發展經驗，從各方面推進量子通信技術發展。
參考文獻
[1]徐啟建，金鑫，徐曉帆等.量子通信技術發展現狀及應用前景分析[J].中國電子科學研究院學報，2009，4（5）：491-497.
量子計算的基本原理范文3
Kaiseralautern，Germany
Introduction to Quantum
Mechanics
Schrodinger Equation and
Path Integral
2006，805PP.
Hardback，USD：98
ISBN：9789812566911
H.J.W.繆勒―克斯特恩 著
上世紀二十年代由薛定鍔建立的波動方程，即薛定鍔方程和四十年代末由費曼建立的路徑積分方法，而今已經成為處理量子力學問題的兩種同等重要的方法。由于數學形式上簡單些，薛定鍔方程有更廣泛的應用，但在統計物理，特別是場量子化方面的重要應用，費曼路徑積分起著同樣的重要的作用。
本書力求通過解決量子力學的一些基本問題以及在各自主要的應用領域對這兩種方法詳細地進行比較，考查兩者的應用能力。從一些非平庸的例子，作者明確指出：對求解分立譜，薛定方程要容易得出；而處理散射問題，路徑積分方法更方便。
全書內容分為四大部分。第一部分是從第1-14章，介紹量子力學的起源､數學基礎､基本原理和一些標準應用。各章的目錄分別為：1.引言；2.哈密頓力學；3.量子力學的數學基礎；4.Dirac的右矢量和左矢量；5.薛定鍔方程和劉維爾方程；6.簡諧振子量子力學；7.格林函數；8.時間無關的微擾論；9.密度矩陣和極化現象；10.量子理論：一般形式；11.庫侖相互作用；12.量子力學穿透；13.線性勢；14.經典極限和WKB方法。第二大部分包括第15-20章。主要處理微擾論的一些應用。它們分別為：15.!次勢；16.屏蔽庫侖勢；17.周期勢；18.非簡諧振子勢；19.奇異勢；20.微擾展開數高階行為。第三大部分包括第21-26章。介紹路徑積分方法及其應用。各章內容分別為：21.路徑積分形式；22.經典場位形；23.路徑積分與瞬子；24.路徑積分和在一條線上的彈跳；25.周期性經典位形；26.路徑積分和周期性經典位形。第四大部分是本書的是后部分，它包括第27-29章，內容分別為：27.約束系統的量子化；28.量子―經典交義作為一種相變；29.結語。
本書敘述方法新穎，內容非常豐富，詳細地給出了所有的計算。對于從事理論物理學習和研究的高年級大學生､研究生和教師以及相關的研究人員，本書都是一本很有價值的參考書。
丁亦兵，教授
(中國科學院研究生院)
量子計算的基本原理范文4
關鍵詞 量子力學 量子教育學 主觀性
中圖分類號：O413.1 文獻標識碼：A
量子力學所涵蓋的一些思想，在哲學的研究中體現比較廣泛，也對教學理論方面起了重要的作用，可以說量子力學對哲學思想的發展有著重要的促進作用。量子力學著重利用圖景等表象來認識周圍的世界，強調因果關系的認識，對后期形成的教育學理論具有參考性。但是，借助量子力學所形成的“量子教育學”則有很大的不同，這一教育學對原來的量子理論認識存在較大的偏差，充分強調自然科學。
1量子力學的緣起
1900年，量子假說出現在眾人的認知里，現在的量子力學仍在不斷完善，為后期的科學發展提供了重要的理論基礎，可以說量子力學是量子理論的中心，它促進了原子能等一些先進技術的發展，為社會的重大發明打下基礎，使人們更加清晰地認識到微觀世界，并利用微觀運動來更好地服務社會，是人類的重要發現，也是社會的偉大進步。
2量子力學的宇宙觀
在宇宙世界中，對量子理論有較多的探討，從已經存在的氫原子中，找到了量子級別的狀態。對于電子而言，比原子更為復雜，這就要求必須要滿足求解該原子的特定的方程來解出，并且要求其 場剛好環繞原子核產生駐波而求得。此外，量子態與別的駐波不一樣，都有自己特定的頻率，并與所蘊含的能量有關，每種量子狀態都有所表征的能量。這就是說，預期任何一個態的能量都是一個具體量子所確定的，并不是模棱兩可的，只要是有理論依據，就可以科學地估測態的能量多少。由于質子與電子之間存在著相互吸引的力，要想移動一個電子就必須要克服引力做功。
3量子的思維方式
人類思想總是處于不斷發展中，當兩種思想發生交集時，就會形成一個比較完整的、令人驚嘆的思想成果，正如牛頓的世界觀與量子理論產生彼此彌合的交集，才會讓思想發展得如此迅速，才會讓社會發展如此的快。量子思維方式給人類一個重要的啟示，要求以人為中心，以人為主體。隨著時代的進步和經濟發展，信息技術逐漸融入了人的智慧和思想，他們彼此都是看不見的，沒有確定的形狀，但彼此交匯起來以后，就成了一種可以量化的物質，這是由于物質性比較弱。其實，量子物理學所產生相關的科學智慧，是人類社會發展的重要因素，也是文明進步的重要保障，可以說，量子物理學是計算機重要的組成部分，所形成的計算機芯片是重要的思維體現，量子物理學不僅是科學進步的前提，更是信息發展的重要保障，量子思維更是現代社會發展的必要方式。
4“量子教育學”的唯心主義
從產生量子力學后，“量子教育學”也隨之不斷發展，雖然也涉及到一些教育學方面的觀點，但這些觀點都是被眾人早就接受了。如：學習是一個整體的過程，在這個過程中各知識點是相互聯系、彼此交錯的，以及還談到了關鍵詞：服務、個性化、互補等，但是，這些所謂的觀點及結論不是原汁原味的，也不是從量子力學中演變而來，而是與它的原理相悖，從本質上講，“量子教育學”就是一種唯心主義的表現。
貝克萊比較重視經驗，認為所學的知識來源于經驗，但是他卻犯了一個致命的錯誤，認為感覺是世界真正存在的東西，其他的都是看不見的。他認為，知識是一切力量之源，但感覺是我們去探索未知世界，追求至高真理的唯一手段，只有能感覺到，才能被發現。也就是說：我們的主觀性決定了我們所看見的世界，這也是量子教育學詮釋的觀點。他認為，只要消除了事物與觀念的差異，認同事物等同于所謂的觀念，并且觀念可以感知任何世界上存在的事物，這樣才會讓我們的知識更加具有生命力。
5“量子教育學”的曲解
正所周知，量子力學不可能槲ㄐ鬧饕搴筒豢芍論創造理論基礎，而“量子教育學”卻是唯心主義的重要思想來源，這是“量子教育學”對量子力學核心思維的歪曲，或者說對量子力學沒有正確的認識，造成思想上出現截然不同的主張，另外，“量子教育學”過分強調感覺和經驗，導致偏向于不可知論，與量子力學的思想相悖而馳。
“量子教育學”對量子力學概念和方法認識的偏差表現有。為了進一步認識光的本質特性，提出了波粒二象性的觀念。此后，玻爾提出了“氣補原理”，再一次詮釋了波粒二象性的本質。“測不準”原理而是在某一個方面有較大的缺陷，不是粒子在宏觀世界的不適用，只是說明不能單一地應用某一個方面，只有同時應用時才能為物理現象提高全面的解釋。玻爾認為，波粒二象性在整個量子力學中的地位較高，它是一種可以很好地描述一種物理現象的原理，也可以說是解釋因果關系的一種原理，它可以相互促進、相互排斥，這種互斥的關系不可或缺，這種互補關系后來被廣大學者所接受。
6結語
近年來，量子力學逐漸被廣大研究者重視起來，探討量子力學的基本原理以及與量子教育學的重要關系，在量子理論的發展過程中，這已經留下了較多的論爭?？梢钥隙ǖ氖橇孔恿W對于科學的進步貢獻了一份力量，把微觀世界與宏觀世界聯系起來，而量子教育學并不是量子力學的正確認識，就本身的發展情況來看，量子教育學認同了后現代主義，成為了唯心主義的重要依據。
參考文獻
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量子計算的基本原理范文5
關鍵詞 量子信息 量子比特 量子計算機 Shor算法
中圖分類號：O561 文獻標識碼：A
0引言
半導體工業在過去的幾十年發展表明：計算機的中央處理器在每1-2年就會增長一倍，芯片上的集成的晶體管數目更是呈指數形式增長。在不遠的將來每個芯片上的晶體管將會超過十億個，這樣的增長速度使得半導體的加工變得越來越困難。另一方面，隨著納米技術的發展，今后計算機的儲存尺度單位將是原子級別的。當人們把這些器件加工到原子尺度程度的時候，就應該用量子理論來描述這些性質。量子理論作為描述微觀世界的理論，它具有與經典理論有許多的不同之處，甚至和我們日常經驗發生矛盾。
在1994年Peter Shor首次提出一種具體的量子大數因子分解加密算法，這個對RSA等公鑰密碼系統的安全性來說是一個挑戰。隨后在1996年，Grover發現了Grover迭代算法，它能求解某些解典計算機不能解決的問題，如經典的NPC問題。除此外，利用量子不可克隆實現保密通信，可以防止通信過程中被監聽。這些性質使得量子通信具有廣泛地應用前景而成為一個較熱的課題。量子信息和量子計算已被我國列入“十三五”重大研究課題。
1量子比特
在經典的計算機里，基本的構造單元是比特。不論是用電子管來實現的一個比特還是用晶體管來實現的比特，其基本原理都要遵從牛頓力學定律。在一個經典的計算機里，其儲存量是用比特的多少來衡量的。它的運算速度可有單位時間內比特的轉換數目來決定。
在圖1中可以看到，經典的比特實質是就是兩個點10>和11>，所以在儲存的時候也只能是10>和11>。因此我們想要提高其運行速度就受到了原理上的限制。首先是我們在追求速度時，就需要不斷地提高微電子元件的集成度，小型化的電子器件必然會受到量子極限尺寸的限制。其次就是由于經典計算機的操作是不可逆的，由熱力學原理知道，計算芯片必然發熱，這是提高經典計算機的計算能力主要障礙。最后就是經典計算機不具備內在的并行運算。通過連接更多的計算資源來解決并行運算是比較復雜且難以實現的。
2量子比特
量子比特是計算信息科學里一個重要的概念，是量子計算機的基本單元，因此在這里我們對它做一個詳細的介紹。
量子比特其可以對應量子力學里一個粒子態的疊加，對于一個自旋為1/2的粒子，其本征態為兩種定態 ，單粒子的疊加態可表示為
| >= |1>+ |0> （1.1）
這里的 ， 為任意復數，其分別對應兩個定態在疊加態中所占的比例，如果 =0或者是 =0 時，疊加態就轉化為定態，兩個系數的模方 分別代表粒子狀態在每一個定態中的幾率。Bloch球面中則表示在量子力學里一個一把態的疊加。我們可以看到，經典的兩個比特只是Bloch球面中一種特殊的情況，其被Bloch球面所包圍。而量子態在三維的坐標中表示出來就是Bloch球面上的一個點。所以一個量子比特有無窮個態，每個態對應Bloch上的一個點，對量子比特進行操縱，就是把Bloch球面上的一個點移到另外的一個點，這個操縱是一個幺正變換。
3量子計算機
從（1.1）式我們可以看到，經典計算機是只是量子計算機的特例，量子計算機是經典計算機的推廣，這一推廣使得其計算能力成指數倍的增長。對于由量子力學原理所支配的量子計算機來說，原則上制約著經典計算機計算能力的原理都不存在，首先因為構成量子計算機的一些芯片實質上就是量子器件。其次是量子計算是由一系列幺正演化來完成的，所以這是一個可逆的過程，不存在耗熱問題。最后就是量子計算是建立在量子疊加態基礎上的，所以具有并行性運算能力。因而某些在經典的計算機里需要進行指數倍運算，在量子計算機里卻只需進行多項式分解運算。
其實，在早期（1982年）就有人預想到了量子元件的計算能力比經典的元件強很多，不過在這個時期并沒有受到人們的關注。直到20世紀初Shor首次提出Shor算法后使得量子計算機有了現實意義，即能對現行信息安全所依仗的大數因子分解難題進行有效的破解。從此以后就有越來越多的科研工作者開始關注量子計算機，關心和探討適合量子元件運算規律的算法。
要實現量子計算過程，大致有一下三個步驟：
首先是初態的制備，在經典的計算機中，進行一個有用的計算最重要的要求是制備期望的輸入。同樣在量子計算機里，我們將芯片中的各個比特制備在某個特定的量子態上，這個過程中要求比特保持良好的量子相干性，以便保證量子疊加態能夠一直成立。
其次是去實施完成所預想的各種可逆幺正變換，這些幺正變換就是我們通常所說的各種操作。在量子計算機里，人們相信量子計算機和經典計算機一樣，都是由一系列的基本的邏輯運算組成。目前已經證明任何的量子計算都可以通過一個基本量子邏輯門集的組合來完成。
最后就是信息的讀取，對量子器件進行測量來讀出計算結果。需要注意的是，量子力學所掌握的是關于微觀系統的規律是一種統計規律，它只能告訴我們在某個時刻一個微觀系統的各個物理量取不同值的概率。在大多數時候，我們得到的末態有可能也是一個量子疊加態，所以我們測量的結果一般都是概率性的。量子計算通常要重復多次才能得到比較明確的結果。
4量子算法
在Shor算法為提出以后，人們意識到這將對當今廣泛應用著的公匙密碼體系的安全性構成嚴重的威脅，因為它能實現大數因子分解。
通常來說，RSA公匙密碼體系中，密碼的生成方式是這樣的：第一步是去尋找兩個大的質數m，n，計算Q=mn的值以及歐拉函數 （Q）=（m 1） （n 1）。第二步是在區間1≤e≤ （Q）隨機選擇一個和 （Q）互質的整數，計算模 （Q）下的逆元d=e-1mod （Q）；最后一步是定義公匙私匙（M，e）是d。
由此可知，RAS公匙密碼的安全性完全取決于大整數n的質因數分解的困難性，目前經典計算機是不能破解的。而在物理上，Shor量子算法是有效的，Shor算法是對大數因子分解的一種有效的算法：其復雜程度隨著問題的規模只是多項式的增加。
5結論
在本文我們介紹了經典的比特和量子比特。經典的比特只是Bloch球上的兩個點，而量子比特則是Bloch球上的所有點?？梢钥闯?，經典比特只是量子比特的一種特例。同時我們也討論了經典的計算機和量計算機，量子計算機所執行的是一個可逆幺正演化且具備并行運算的能力，使得量子計算機能解決經典計算機所不能解決的問題，尤其是對大數因子的分解。量子計算機是目前量子信息科學中最重要的研究領域之一，這將是目前以及未來一段時間內科學家門所要研究的重點。
參考文獻
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量子計算的基本原理范文6
專家論壇
(1)可修備件保障概率的適用模型 丁定浩
可靠性與環境適應性標準信息與行業動態
(4)使用28／20nm工藝，宜特引進高功率高溫工作壽命（htol）試驗解決方案 無
電子元器件與可靠性
(5)線繞電位器不規則阻值跳變的故障分析 陳雁 段超 王旭 張偉
可靠性與環境適應性標準信息與行業動態
(8)美首次研制出穩定單原予層鍺 或取代硅制晶體管 無
電子元器件與可靠性
(9)動態電阻測試問題分析 賴忠有
(12)igbt模塊功率循環疲勞壽命預測 姚二現 莊偉東 常海萍
可靠性與環境適應性標準信息與行業動態
(17)黑客軟件能讓手機控制飛機 無
安全與電磁兼容
(18)電動汽車用動力電池環境下的安全性能 李凱 王奐
(22)瞬態傳導騷擾測試方法及其抑制技術的探討 黎俊勇
可靠性與環境適應性標準信息與行業動態
(25)室溫量子比特數據存儲再創紀錄 無
質量管理與產品認證
(26)實時測控軟件研制過程中質量控制方法研究 朱丹 王斌 童艷
可靠性與環境適應性標準信息與行業動態
(29)美軍擔心軍事機器人程序變異 可能毀滅世界 無
質量管理與產品認證
(30)關于大型軍貿產品驗收規范編制要點的探討 史紅英
(35)裝備研制過程中的質量管理 生建友 薛衛娟
可靠性與環境適應性標準信息與行業動態
(40)我國科學家首次在實驗上發現量子反?；魻栃?無
可靠性與環境適應性理論研究
(41)深入理解失效率和瞬時失效率 李沙金 馮敬東
(49)電子產品壽命評估關鍵技術的研究 陳華平 李輝 張穎 鹿文軍 溫志英
可靠性與環境適應性標準信息與行業動態
(52)科學家在宏觀尺度上驗證了量子力學的基本原理 無
計算機科學與技術
(53)物聯網安全傳輸協議的研究與設計 鐘晶 王潁凱
(57)圖像處理中的正交變換探討 劉舜鑫 劉少卿
可靠性與環境適應性標準信息與行業動態
(62)2012年《電子產品可靠性與環境試驗》增刊征訂啟事 無
綜述與展望
(63)it服務能力成熟度模型綜述 王索
計量與測試技術
(70)關
jjg455—2000《工作測力儀》中張力儀的探討 易軍
無
