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量子信息
日期:2000年12月20日     

    信息的基本單位是“比特”,在我們日常使用的計算機里就是“0”或者“1”。而量子比特具有在同一時刻處于兩個不同狀態的特殊“才能”?梢酝瑫r表達“0”和“1”。舉個例子:一只老鼠想繞過一只正睡著的貓,要么從左邊,要么從右邊,只能選擇其中的一條路。而一只“量子老鼠”則可以同時從左邊和右邊兩條路繞過去。

我們用不同顏色的球,紅色代表0,藍色代表1,那么量子比特就如同這兩個不同顏色的球膠合在一起的啞鈴。量子計算機實際應用最主要障礙是量子啞鈴十分脆弱,極易崩毀成為普通的球。量子編碼是克服這個障礙的有效方法,其中量子避錯碼是由我國科學家在國際上最先提出來的。

(同期聲:)

一個量子存儲器可存儲一個量子比特啞鈴。當許多個量子狀態的粒子糾結在一起時,它們又用量子比特的“疊加性”,可以展開“并行運算”。如果把這種運算比作萬只飛鳥剎那間集體升上天空,那么普通計算機的線性運算就好像萬只蝸牛排隊過獨木橋。

“疊加”,即2的多少次方,隨著指數增加,其結果駭人聽聞。象棋有64個棋格,第一格放一粒米,第二格放兩粒,第三格放四粒,以此類推,放完64格,數學家計算,米的總數足以覆蓋地球表面兩尺。250比特,在普通計算機里只能存儲一個自然數,如果有250量子比特存儲器的量子計算機,可存儲的數目比現在已知的宇宙中所有原子的數目還多。目前我國已利用核磁共振成功研制出四比特量子計算系統,接近國際先進水平。

(同期聲:)

假如我們要在一個儲存了全球電話號碼的資料庫中,找到一個特定的號碼,10臺“深藍”超級電腦要幾個月,而一臺量子計算機則只需二十幾分鐘。有趣的是:量子密碼本身是牢不可破的。如果我們對一個量子啞鈴進行克隆,那克隆出的與輸入的必然不會一模一樣。正是根據這一點,科學家們找到真正不會“泄密”的“量子密碼術”,并已開始運用于戰爭通訊、金融和國家安全等領域。

然而量子不可克隆定理并不是完全剝奪人們正確提取量子信息的能力。由我國科學家最先提出的以某種概率實現精確克隆的原理,已得到國際學術界的高度重視。時至今日可以說:在通往量子計算機的路途上,已不存在任何原則性障礙。奈弊啊?

當你看一個人的臉,你先會留意其眼睛、鼻子、嘴和臉形,但其最關鍵是他們之間的聯系。

因為每個人的面部特征在尺寸上,都有輕微的不同,五官之間的距離也是不同的,這意味著每個人的外貌特征幾乎就是唯一的一張圖。所以萊斯利設計了一種計算機系統,分辨外貌特征的尺寸和位置,這個系統的巧妙之處在于它用外貌計量范圍鑒定肖像而不必面對肖像。

這個系統在理論上能夠看透所有的偽裝,如帽子、眼鏡,甚至假發、胡須和胡子。我們做個實驗,由安東尼扮演一名嫌疑犯。

我們的化妝師開始了一系列的計劃和偽裝。每一次電腦均可以準確的認出安東尼的真實面目。電腦也很容易看穿第一層的偽裝,并找出其真實的照片。即使帶上金色的假發,電腦還是將安東尼認了出來,化妝師對安東尼又進行了一次大規模的變化,眼睛隱藏在黑色的眼鏡之后,這也沒能騙過電腦,電腦將帶有面具的安東尼也認了出來。

肖像數據庫在美國泰晤士鄉村警局的使用,已經開始成為鑒定更多罪犯的希望,萊斯利認為他的計算機系統能夠做好這項工作。

      
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