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量子计算机的发展现状与趋势
王建锋
（郑州大学体育学院体育教育系，河南郑州450000）
量子信息科学引入后，重新对计算、信息编码与处理进行了诠释。

作为一门高效处理信息的学科，量子信息体现了科技的进步。

该
学科融入了多个学科，包括信息科学、
物理学，以及材料学。

因此，与传统的计算相比，也具有更强大的生命力。

可以看出，自从应用量子
信息科学后，使计算机的更加安全，并且提高了通信的质量。

尽管量子计算机尚在初步发展阶段，但是该学科具有很大的发展潜力。

因此，对量子计算机的发展现状与趋势进行探讨非常有必要。

１量子计算机的发展现状１．１研究概况（１）拓扑量子计算。

拓扑量子计算方案由一位数学物理学家提出。

根据拓扑量子不受扰动的特点，完成量子计算机的构造。

在此基础上，进行容错量子的计算。

当前，该计算已经引起了国内外的重视。

世界上很多大学已经开始了理论与实验方面的研究。

在进行拓扑量子计算时，每个子都有几下几个特点。

第一，有很多准例子，分为不同的类型，其作用是进行信息的初始化。

第二，当每个子进行交换时，只要满足辫群规
则，就能实现拓扑量子门。

然后，完成信息的处理。

第三，在拓扑量子计算中，不用考虑环境影响的因素。

所以，保证了处理的准确性。

当前，美国已经根据相关研究，成功建立了基本的量子位。

（２）单向量子计算。

单向量子是一种新的途径。

该计算采用了量子的纠缠态、经典通信，以及局域操作，来传递非局域作用，继而实现等价的非局域哈密顿量功能。

所以，成功建立了一种高度纠缠的状态。

该状态被称为图态。

利用相邻的量子比特进行ＬＯＣＣ过程，可以完成出发端量子比特的逻辑门操作。

根据以上原理，有助于完成电路的设计。

可以看出，如何高效的转换量子比特数目图态是其模型计算的难点。

（３）绝热量子计算。

绝热量子计算的核心思想是：依靠绝热演化的性能，来等效实现量子玄正的变换。

当表现为绝对零度时，系统则处于初始状态。

此时，如果不存在能级交叉的现象，那么在理论上来将，系统就会保持基态。

但是，在系统演化前后，基态就存在玄正变换的关系。

在这种情况下，则可以根据绝热的过程，来实现量子计算。

以上方案既有优点，也有缺陷。

其优点在于保证系统处于基态。

其缺陷为能隙缩小，延长了绝热演化的时间。

针对以上问题，采用量子仿真技术就可以解决。

该技术的应用，促进了科技的快速发展。

１．２实验进展（１）量子点体系。

量子点体系是在微加工方法的基础上，利用半导体二维电子气，然后成功研制出单电子晶体管。

该体系符合量子力学规律，代表了未来量子计算机发展的方向。

近年来，国际上多个单位通过研究，在这方面取得了很大进展。

研究表明，当半导体量子点具备一定条件后，就可以作为量子芯片。

尽管如此，量子芯片在应用的过程中，还存在很大的问题，比如受到周边环境影响较大。

鉴于此，在未来的研究中，必须加大力度。

（２）超导量子电路。

该量子计算的核心是Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ。

根据不同的表征量子比特，将其分为三个类型，分贝是电荷、相位，以及磁通。

研究表明，该量子电路的特点包括以下两个方面。

一方面，利用量子电路结构，能够完成
电路的设计、制定。

同时，也可以完成对磁通信号的调整、控制。

另一
方面，根据当前的微电子制造工艺，提高了该量子电路的拓展性。

（３）离子阱体系。

离子阱体系诞生后，首先实现了量子计算。

当前，经过不断的研究，该体系已经在实验方面，取得了很大的进展，其水平非常高。

近年来，主要的研究方向为：提高量子操控的单元技术、体系的拓展
等。

调查显示，美国已经启动了相关的计划，预计能够取得更大的研究成果。

２量子计算机的发展趋势近年来，美国实施了研究量子芯片的计划。

该计划是时候，不仅推动了量子计算机的研究，而且加大了竞争。

随着半导体芯片的快速发展，其晶体管的尺寸也不断减少。

目前，与单位流感病毒的大小差不多。

其次，晶体管的数目也逐渐减少，量子效应不断增强。

在传统模式下，能够达到控制电子的物理极限。

当单位晶体管只能容纳一个电子时，也必然满足量子学的规律。

可以看出，芯片在发展的过程中，很大程度上依赖于新一代的量子力学计算芯片。

随着半导体
微电子技术被突破后，就出现了量子芯片。

美国竞争力计划推行后，代表了量子芯片的实际应用。

由于量子芯片与国家安全、产业安全息息相关，美国相关负责人已经将芯片科技提到重要战略位置。

受美国的影响，日本、欧共体等也启动了相关的计划，引发了新的计算机技术竞争。

目前，在新的发展形势下，给我国电子个工业也带来了机遇和挑战。

因此，我们必须抓住机遇，稳步推行量子调控计划。

只有这样，才能在未来不受制于人，实现信息技术的革新。

调查显示，近年来，通过不懈的努力，我国已经加快了量子信息技术的发展，并取得了很大成绩。

表现为：在多光子纠缠、量子密码技术方面，取得了很大的进展和突破。

但是，与西方国家相比，我国的研究基础还很薄弱，缺乏原创性的成果，总体水平还不高。

特别是在量子计算机学科主流方向上，与西方国家存在很大的差距。

鉴于此，我国需要迫切开展更富有挑战性的量子计算机计划，同时不断壮大科研队伍，保证技术方面的支撑。

只有加强基础建设，才能实现新一轮的突破，在国际竞争中抢占制高点。

随着社会、经济的快速发展，量子计算机以强大的计算能力，得到了广泛的应用。

可以看出，在未来的发展中，量子计算机必然在世界领域内，占有一席之地。

尽管如此，该体系在运作的过程中，依然存在很多问题。

因此，世界各国需要加大研究的力度，不断创新技术，完善体系，以此来获得更大的研究成果。

参考文献
[1]邹奕成，毛杰.量子计算机的发展[J].科教导刊：电子版，2016（24）：131-131.[2]刘超，梁丽，徐亮.计算机的发展趋势分析[J].产业与科技论坛，2013，12（2）：91-92.[3]潘斌辉，孔外平.量子计算机的发展现状与趋势[J].中国科学院院刊，2010，25（5）：4-8.[4]马宏源，李伟.量子计算机的研究与发展[J].北京电力高等专科学校学报：社会科学版，2010，27.
作者简介：王建锋（1974-），男，汉族，籍贯：河南省登封市大金店镇金东村，学士学位，讲师，研究方向：计算机。

摘要：与传统的计算工具相比，量子计算机更加先进。

应用该工具后，在处理数据上发挥了更强大的功能，解决了以往比较困难的
数学问题。

基于此，
引起了世界各国的重视。

本文结合实际的工作经验，对量子计算机的发展现状进行了分析。

然后，提出了在未来的时代中，量子计算机的发展趋势。

关键词：量子计算机；发展；现状；趋势；分析５７··。