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量子计算发展现状范文1
【关键词】计算机应用;现状;发展趋势
中图分类号:O434 文献标识码: A
一、前言
随着现代信息技术的不断发展,我国的计算机行业发展迅速,并且取得了前所未有的成就,推动着我国各行业的发展。计算机在各行业都得到广泛的应用,计算机的发展也将不断的前进。
二、计算机应用技术的概述
1、计算机应用技术的概念。所谓的计算机应用技术就是指研究计算机应用于社会中各个行业和领域的理论、技术、方法以及系统的一门边缘性的学科,它计算机学生的组成的很重要的一部分,它也是促进计算机学科与其他学科有效融合的一个载体。通常情况下,计算机应用的分类一般分为数值计算领域和非数值应用领域两大类,这两大领域都具备着自身独特的特点,但对于促进科学技术的进步都是有着重要的作用的。
2、计算机应用技术的发展情况。我国计算机的最开始是在上个世纪40年代中期出现的,在这个阶段计算机应用情况还都是数值领域的计算机应用,主要都应用于国防武器的生产和研发方面。之后,从20世纪50年代计算机逐渐向非数值应用的领域发展,其主要都应用于企业信息管理、工商业事物处理以及数据处理等方面。从20世纪70年代开始,计算机已经被广泛的应用到了社会经济等更多的领域了,随着我国计算机应用技术的不断发展,计算机应用技术现阶段已经被广泛的应用到了服务行业、农业以及文化教育行业中了,同时计算机也已经走入到了人们的家庭生活中了。近些年来,计算机应用技术与网络技术也已经很好的结合到一起,这也大大的促进了计算机应用技术的快速发展,也加快了信息化社会的发展速度。
三、我国计算机应用发展现状及存在的问题
1、我国计算机应用发展现状
我国计算机拥有量、互联网用户、网站数飞速增长。我国计算机互联网用户、网站及域名“九.五”期间飞速增长。在各个领域都取得了长足的发展。但是也有相对不足之处。
(1)发展中的成效。①农业科技领域:计算机在农业中已建成全国的农业生产流通信息网络,开通农业科技信息网络,农村供求信息全国联播系统每月颁布信息6千条,内容详查13万条,中国农业信息网每月点击已达1千万次。②文艺创作领域:计算机在文艺创作、影视制作中,三维动画技术的应用也很广泛。③医疗系统领域:医疗系统同时也需要计算机的辅助,如启动金为工程,辅助治疗等。④公安系统领域:公安系统网络建设取得实质性进展,网上追捕逃犯,已抓获20几万逃犯,法院系统办公自动化水平显著提高。⑤辅助教学领域:计算机的辅助教学,远程教育迅速发展,统计显示全国约10万多所中小学已经普及计算机课,一万多所中小学已建成校园网,67所网上大学。⑥日常生活领域:计算机在近几年的人们的生活工作方式和购物习惯上的影响也是非常大的,人们的生活更加的便洁,工作更加的高效。
(2)发展中存在的不足。①我国信息产业发展滞后:我国信息产业尚不能完全满足信息化发展与计算机应用对软硬件产品的需求。重大应用工程与大型应用系统所用的软硬件产品主要依靠国外公司,科技成果转化速度慢。②相关政策法规尚待完善:计算机应用、信息化的市场经济和政策法律环境尚待完善。③区域发展不平衡:国内计算机应用发展很不平衡,和地区信息化指数高低相差20多倍,互联网用户及计算机拥有量在东西部地区、大陆与台湾地区差距很大台湾互联网用户有540万,网民占人口比例达26%,连网主机85万台,企业有50%已开展电子商务,大陆开展电子商务企业不到10%。④我国计算机应用水平整体偏低:我国计算机应用水平低,上网企业与上网家庭数量还较少,企业信息化水平低。⑤与与市场经济的需求还有差距:企业管理体制、机制、管理理念与组织机构尚不能适应市场经济的要求。企业采用信息技术尚缺少内在的动力、人力、财力、和物理。基础工作薄弱,信息技术人才欠缺,职工文化素质亟待提高。
2、存在的问题
虽然计算机的普及给人们的生活带来了方便,但与此同时,在其发展过程中,还存在很多问题,主要包括:首先,国家在宏观战略上缺乏相应的规划及技术政策指导。其次,计算机标准体系尚未建立,电子商务标准有待加强,缺少相应的网络犯罪法律法规。再次,当前,计算机在我国的发展处于较低的水平,计算机的普及率有待提高。此外,计算机在我国不同地区的发展是不平衡的。主要体现在东部发达地区计算机普及率较高,而西部欠发达地区计算机普及率较低。最后,我国企业的信息化水平有待提高。目前,国家重大的计算机项目及软硬件都是依靠进口,自主研发的系统较少,缺乏竞争力。部分企业缺乏对计算机的足够重视,缺少专业的计算机人员。
四、计算机发展趋势
1、光计算机的各种优点
第一,光器件允许通过的光频率高,范围大,也就是所库存的带宽非常大,传输和处理的信息量极大,两束光要发生干涉,必须频率相同,振动方向一致和有不变的初始位相差。因此,同一根光导纤维中能并行地传输很多很多波长不同或波长相同但振动方向不同的光波,它们之间不会发生干涉。第二,信息传输中畸变和失真小,信息运算速度高。光和电在介质中传播速度都极快,但光和电不同,光计算机是“F我”导线计算机,光在光介质中传输不存在寄生电阻,电容和电感问题,光器件又无接地电位差,因此,传输所造成的信息畸变和的失真较小,光器件的开关速度比电子器件快得多。第三,光传输和转换时,能量消耗极低,尽管集成电路中的电流十分微弱,但由于集成度的提高,功耗仍然是个大问题。光计算机却不同,除了激光源需要一定的能量以外,光在传输和转换时,能量消耗却极低。
量子计算机的优越性在于它具有进行“平行”运算处理的能力。如果某人需要从一个有几百个办公室的大楼中寻找一份遗失的文件,用传统计算机的串行方式寻找就要逐个办公室去进行搜索,但是量子计算机能够按照某人寻找文件的条件和要求迅速“复制”出代表人自己以及与他自己相同的“副本”,同时进入大楼的每一个办公室进行文件的寻找工作,最后,其中一个“副本”找到了该文件。那时,除了找到文件的那个“副本”之外,所有代表某人的其他副本都将自动消失。量子计算机在寻找广播电台搜索地址方面的优越能力对因特网系统的发展具有很大好处。因特网的网址数据库很大,应用量子计算机进行搜索的运算速度优势将更为显著。如果要在1亿个网址中搜索某一个网址,应用传统计算机大约需要进行5000万次的运算才能找到该网址。然而,应用量子计算机大概只可能找到该网址。数据库搜索是计算机技术中的一个重要的基础任务,所以量子计算机将对于大批量计算机数据的处理任务产生重大影响。
3、化学计算机
化学计算机在运行机理上,它以化学制成品中的微观碳分子作信息载体,来实现信息的传输和储存。因此,它具有更小的体积,更快的运算速度和巨大的计算机能力,其信息传输速度甚至有可能比人脑思维速度还要快若干倍,具有十分诱人的发展前景。
4、生物计算机
生物计算机具有生物活性,能够和人体的组织有机地结合起来,尤其是能够与大脑和神经系统相连,这样,生物计算机就可直接接受大脑的综合指挥,成为人脑的辅助装置或扩充部分。
5、人体细胞吸收营养补充能量,因而不需要外界能源,它将成为能植入人体内成为帮助人类学习,思考,创造,发明的最理想的伙伴。另外,由于生物芯片内流动电子间碰撞的问题可能极小,几乎不存在电阻,所以生物计算机机的能耗极小。把生物学和工程学结合起来制造生物计算机已不再是天方夜谭。
五、结束语
近年来计算机技术发展迅速,为我国的发展带来巨大的动力,同时也日益改变着人们的生活方式,推动人类的发展。计算机应用的未来发展趋势将是非常的前景,相信未来计算机会更好。
参考文献
[1]刘清.浅谈我国计算机的应用现状及发展趋势[J].计算机光盘软件与应用,2012.
[2]龚炳铮.我国计算机应用发展的回顾与展望[J].自动化博览,2003.
[3]侯晓璐.浅析计算机应用的发展现状及趋势[J].科技创新与应用,2012.
量子计算发展现状范文2
关键词:计算机;应用现状;发展趋势
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)27-0236-02
1前言
随着我国经济建设的不断加强和对经济的重视程度的不断加深,人们对物质生活和精神生活的要求也越来越高,也因此人们对计算机技术的重视程度正在不断的提高。随着计算机的发展和进步,人们对计算机技术的应用也越来越高,在这个过程中,我们就需要对计算机的应用现状加以进一步的分析,并提出相应的改进措施,并在此基础之上准确的把握计算机未来的发展趋势,进而提升整体的应用水平,促进我国的科技发展和进步,促进经济的建设。
2我国计算机的发展现状
要想真正意义上加强我国计算机的发展和应用,就需要正确认识到我国计算机的发展和应用现状,对此进行准确的分析和判断进而对此辅以进一步的措施实现加强和促进。其中主要的现状表现在:
首先是可喜之处,就是随着我国对计算机重视程度的不断增强以及我国经济水平以及人们的生活质量的提升,使得计算机在我国各个领域都发挥着重要的作用。其中就我国的影视娱乐行业来说,在进行影视娱乐创作的过程中,我们所熟识的影视创作其中包括了电影电视剧以及动画等都离不开网络和计算机的作用和应用。同时数字音乐也是近几年我们所关注的重要的内容,事实上,数字音乐从制作到后期的流通整个过程中都离不开计算机网络的应用。而从农业上来看,则是相对促进了农业的生产和流通,建立了较为完善的网络体系,使得农民能够及时了解到市场的供应和需求的关系,并对此进行有效的调整和安排。同时近些年来,随着教育事业的蓬勃发展和进步,计算机的应用在我们日常的教学中发挥着越来越重要的作用,网络授课已经成为了一种十分重要的教学形式,受到了多数人的支持和维护。网络授课之所以能够得到有效的推广,其中有一部分原因在于网络授课能够打破以往的时间和地点的限制,使得教育资源得到最为有效的利用。同时在人们的日常生活中,计算机有效地丰富了民众的日常生活,使得教育资源得到了进一步的有效利用和推广的同时也促进了其他方面的进步,成为了人们日常生活中不可获取的一部分。
同时,现有的发展状况中可以看出计算机的应用还存在很多的不足,还具有一定的不足和改进的空间。主要分为以下几个部分:首先计算机的信息化水平发展较低,事实上我国现有的计算机信息化的水平不足以满足人们对计算机技术的需求,与此同时,我国大部分的大型工程中需要的软硬件产品皆是源于国外,依赖于国外的进口,这就使得我国的相关技术的发展对国外的依赖性极强,缺乏足够的自主创新的能力和实力。其次就是我国的相关的法律法规相对落后,缺乏具有针对性的发展,这也就使得互联和计算机的应用范围在扩大的过程中,不断地出现各种各样的问题,这些问题缺乏一个有效合理的解决措施,这也就使得整体的发展受到阻碍。再次,就是我国领土疆域均较大,这也就带来了一定的地理差异问题,给计算机发展带来了一定的阻碍和影响,事实上,我国各个地区的经济和文化都有着显著的差异,这也就使得各地区对计算机等技术的接受程度和使用能力有所异同,相较于我国大部分地区来说,东南地区对计算机的使用量和需求量是相对最高的,因此推动经济前发达地区的计算机应用是我们急需解决的问题。最后由于我国计算机整体水平偏低,在部分领域我国还是过于依赖国外的进口技术,缺乏创新性的同时缺乏自主性,使得我国计算机技术难以真正的发挥 其作用,无法满足市场的需求。
3计算机的应用发展和发展趋势
为了加强计算机的应用和发展,就需要针对目前存在的问题进行剖析,寻找合理有效的解决措施,其中主要的方式和未来的发展趋向是:
3.1对新兴的技术进行应用
事实上,计算机作为一种新型的技术形式,要想对计算机进行有效的应用,就需要加强对计算机的发展,这就需要加强对计算机方向内容的研究加强对计算机人才的培养,提高自主创新的能力,摆脱对西方国家的过度的依赖。这就需要在现有的技术和能力上加以创新,促进新兴技术的进一步的发展和应用,其中主要包括了以下几个内容:首先加强对量子计算机的应用,事实上量子计算机的应用是我国计算机和网络系统的发展的必然趋势,这主要是由于量子计算机左右平行运算的功能和平行处理的能力,这也就使得量子计算机被大为推广。随着我国社会经济发展的需求,目前信息量越来越庞大,量子计算机的优势也就自然而然的凸显出来了,通过对量子计算机的应用从而实现快速查找和搜索需要信息的目的。例如我们需要从上百万的网址中查找我们所需要的网址,用传统的计算机就需要运行近百万次才能找到需要的网址,这也就使得这个过程中消耗巨大,而量子计算机则可以相对简单快捷地搜寻到需要的信息和内容。可以说随着信息量和数据库的不断地扩大,这就使得量子计算机的作用和地位不断地突显,占据越来越重要的地位。
其次是对生物计算机的应用,随着我国科技的进步和发展,人们对生物技术的重视程度也就越来越高。生物计算机已经成为了近几年来我国研究的重要领域,生物计算机简而言之也可以理解为是人脑的一种扩充,通过生物计算机可以和人脑进行连接,实现人脑对极其进行控制和指挥,能够有效地促进人脑和计算机的进一步的结合使用,加快了计算机运转的效率,降低了不必要的损耗。
3.2 我国的相关法律法规还需要进一步的完善和增强
事实上我国对计算机网络系统有关的法律法规还不够健全,而完善法律法规成为了我国计算机发展史的一个必然的趋势。正所谓无规矩不成方圆,一个合理有效的法律体系能够保证计算机的正常稳定的发展和进步,这就需要在原有的法律法规的基础上进行有效的改进和完善,保证法律法规最大程度的细化处理。事实上,随着计算机网络应用范围正在不断的扩大,因此对计算机的应用进行一个相对合理有效的规划加速我国计算机的发展和进步。最大程度地给我国计算机应用提供快捷和方便,实现安全可靠的计算机应用系统,给人们带来最为有效的发展和进步。
事实上,只有一个完善的计算机网路的处理法则才能够给用户提供最为基础的保障,为避免一切不必要的问题和危害就需要及时对这些问题进行控制和管理,保证计算机的发展和应用,保证我国经济的正常发展良性进步。
3.3 需要加强地区的发展和平衡
事实上,我国的地区经济技术的平衡发展将成为日后计算机应用的主流的表现形式。事实上只有一个平衡的地区发展关系才能够给地区带来友好的促进,随着我国经济快速发展,这就需要相关的负责人对此进行合理的安排和调整,尽可能的保证各个地区的平衡发展和进步,保证地区与地区之间的共同而和谐的发展,不断地缩小地区之间的差异,保证人才的高效利用。
保证地区的发展和进步,真正意义上的控制各地区的经济和文化的状况,避免不必要的意外的出现,保证我国经济的稳定发展和进步。给计算机的普及工作带来最优的方式进行,保证计算机的稳定发展和进步。
3.4 微型化
从计算机的发展历程来看,计算机经历了电子计算机,晶体管计算机,中小规模集成电路计算机,大规模和超大规模的集成电路计算机四个打死的阶段,根据各种元素进行分析和探索。事实上,计算机已经在社会中各个领域都进行了宣传和偶记。随着电子技术的进一步发展和进步,人们对电子设备的要求也越来越高,其中体积作为一个重要内容,必然会受到关注。
随着电子技术的应用和发展,人们对计算机的方便性的需求如此之高,希望能够随身携带各种计算机。事实上,我们可以看出,未来计算机的发展方向将是不断地趋向于微型化的发展和进步。
4结束语
随着计算机在人们生活中扮演着越来越重要的角色,人们逐渐认识到计算机的重要性,在这个过程中就需要对计算机的应用进行加强,最大化的促进生意的发展和需求。事实上,经济的发展和科技的进步,给人们带来了越来越大的生活压力,计算机作为人们生活中的密不可分的成分,就需要大家对此进行准确的认识和确定,给计算机应用提供最大的便利和帮助,加强对计算机的应用和促进,给我国经济发展作出贡献。
参考文献:
[1] 李万明.浅谈计算机应用的发展现状和趋势[J].网络安全技术与应用,2015(01):177+180.
量子计算发展现状范文3
关键词:通信工程;发展现状;网络安全;解决对策
中图分类号:F810.42 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2009)14-0246-01
1 发展现状
我国通信工程专业是源于电机系电机工程专业,并由有线电、无线通信、电子技术等专业相互渗透、相互补充而发展起来的一门综合产业。在20世纪的初期,我国的多所大学就曾经先后建立过“无线电门”和“电讯组”,建国以后,我国高等学校在苏联高等教育的基础上,对各高校的电机系和电机工程专业进行大规模的调整,为现代通信工程技术的人才培养积蓄着雄厚的力量。
通信工程在我国真正地进入快速发展是在20世纪80年代,这个时期从美、日、英等发达国家吹过来的信息革命这股飓风。为我国通信工程专业的发展增添了强劲的动力,也是从这时起,通信工程专业有了它现在的名称。大量的技术成果如:晶体纤维生长与晶体光纤器件的研究,光纤高温传感器、光纤环形腔的细度及环形激光器的研究,窄线宽可调谐半导体激光器及相关技术等都走在了世界的前沿。
2 存在的问题
随着信息技术的广泛应用。人类社会经历着一场前所未有的全方位的深刻变革,网络通信已广泛地应用于政治、军事,经济及科学等各个领域,它改变了传统的事务处理方式,对社会的进步和发展起着很大的推动作用,与此同时,人们也越来越意识到信息安全的重要性,因此,信息在网络通信中的安全性、可靠性日趋受到通信网络设计者与网络用户的重视。
鉴于信息安全开始对国家安全产生了重大的影响,需要准确认识信息安全的基本问题与表现方式,清晰了解保障信息安全所依赖的信息网络化的客观规律。从而做到有的放矢,以便真正发挥作用,在这里我们着重讨论通信工程中的网络通信安全。网络通信安全一般是指网络信息的机密性、完整性、可用性、真实性、实用性、占有性。从技术层面上来看,反映在物理安全、运行安全、数据安全、内容安全四个不同的层面中。而现在网络通信的安全问题可以大体分为;内网通信安全和网络问信息传播安全两个方面。
3 解决对策
3.1 内网通信安全
3.1.1 采用安全交换机
由于内网的信息传输采用广播技术,数据包在广播域中很容易受到监听和截获,因此需要使用安全交换机。利用网络分段及VLAN的方法从物理上或逻辑上隔离网络资源,以加强内网的安全性。
3.1.2 操作系统的安全
从终端用户的程序到服务器应用服务、以及网络安全的很多技术,都是运行在操作系统上的。因此,保证操作系统的安全是整个安全系统的根本。除了不断增加安全补丁之外,还需要建立一套对系统的监控系统。并建立和实施有效的用户口令和访问控制等制度。
3.1.3 使用网关
使用网关的好处在于网络数据包的变换不会直接在内外网络之间进行,内部计算机必须通过网关。进而才能访问到Internett这样操作者便可以比较方便地在服务器上对网络内部的计算机访问外部网络进行限制。
3.1.4 使用密钥管理
在现实中,入侵者攻击Internet目标的时候,90%会把破译普通用户的口令作为第一步。以Unix系统或Linux系统为例,先用“fjnger远端主机名”找出主机上的用户账号。然后用字典穷举法。
如果这种方法不能奏效,入侵者就会仔细地寻找目标的薄弱环节和漏洞,伺机夺取目标中存放口令的文件shad-OW或者passwd。然后用专用的破解DES加密算法的程序来解析口令。
在内网中系统管理员必须要注意所有密码的管理。如口令的位数尽可能的要长;不要选取显而易见的信息做口令;不要在不同系统上使用同一口令;输入口令时应在无人的情况下进行;口令中最好要有大小写字母、字符、数字;定期改变自己的口令:定期用破解口令程序来检测shadow文件是安全。没有规律的口令具有较好的安全性。
3.2 网络间信息传播安全
所谓的网络信息传播安全主要是指网络信息在传播的过程中应保持信息本身的完整性、可用性和机密性。信息网络的通信是由通信协议堆栈完成的,通信协议大致可分为应用层、传输层、网络层、链路层和物理层,采用通信协议分层的方式对网络通信进行安全控制可满足信息网络安全通信的需要,保障信息传输的机密性、完整性和可用性,接下来,我们就保证信息传播安全的技术和方法进行探讨。
3.2.1 采用数字签名技术
所谓“数字签名”就是通过某种加密算法生成一系列符号及代码组成电子密码进行签名,来代替书写签名或印章,对于这种电子式的签名还可进行技术验证,其验证的准确度是一般手工签名和图章的验证而无法比拟的。它能验证出文件的原文在传输过程中有无变动。确保传输电子文件的完整性、真实性和不可抵赖性。这样数字签名就可用来防止有人修改信息等情况的发生,可以进一步保证信息的完整性、保密性,强化身份识别功能和不可抵赖性,同时数字签名技术还可以提高交易的速度和准确性。
3.2.2 数字集群系统网络技术
数字集群系统的信息安全主要涉及用户鉴权、加密、分级用户管理、日志管理、虚拟专网。数字集群系统分为专网运营和共网运营两种方式。数字集群网络对于网络的容量、通信覆盖率、呼叫建立成功率等都有更高的要求。
数字集群通信系统经常应用于应急通信,因此其业务量具有突发性,拥塞控制对于数字集群通信网络也就尤其的重要。拥塞控制可以通过多种方式来实现。数字集群网络的网络结构还具备更高的抗灾变能力,对于重点地区进行基站的双覆盖,由于数字集群系统担负着应急通信的重大使命。因此通常其社会效益要重于经济效益,因此有必要投入一定的资金来提升网络的可靠性。
3.2.3 采用量子密码信息加密技术
量子密码术是密码学与量子力学结合的产物,这种加密方法是用量子状态作为信息加密和解密的密钥。量子的一些神奇性质是量子密码安全性的根本保证。到目前为止主要有三大类量子密码实现方案:一是基于单光子量子信道中海森堡测不准原理的方案;二是基于量子相关信道中Bell原理的方案;三是基于两个非正交量子态性质的方案。
量子密码的研究进展顺利。某些方面尤其是量子密钥分发已经逐步趋于实用。面对未来具有超级计算能力的量子计算机,现行基于解自然对数及因子分解困难度的加密系统、数字签章及密码协议都将变得不安全。而量子密码术则可达到经典密码学所无法达到的效果。可以说,量子密码是保障未来网络通信安全的一种重要的技术,我们即将进入到一个量子信息时代。
量子计算发展现状范文4
量子是现代物理的重要概念,与经典物理有根本的区别,提供了全新的原理和思考方式。量子具有不确定性和不可测量性,量子的世界不遵循经典物理学定律,因此人们对量子世界的探索存在很多困y。通过科学家的不断探索,在量子信息研究领域有了许多的突破,其中产生了量子通信这一新兴技术。目前量子通信主要有两种应用,一种是较为成熟的量子密码通信,一种是量子隐形传送。2012年度诺贝尔物理学奖,法国科学家塞尔日・阿罗什与美国科学家大卫・维因兰德实现了对单个原子的测量和控制,阿罗什的工作是打造出一个微波腔,借助单个原子在微波腔中会辐射或吸收单个光子的特性,实现了操纵单个光子。而维因兰德则制造出了一个离子阱,先用光来俘获离子,然后用激光冷却离子,进而对离子进行测量和控制。量子计算和精密测量有了变成现实的可能性。
二、量子纠缠
Hilbert空间是欧几里德空间的一个推广,不再局限于有限维,是一个完备的空间,其上所有的柯西序列等价于收敛序列,从而微积分中的大部分概念都可以无障碍地推广到Hilbert空间中。能用Hilbert空间中的一个矢量表示的量子系统称为纯态,反之,如果不是处于确定的态而是以某一种几率分布的,称之为混合态。通常量子比特表示为:|Ψ〉=α|0〉+β|1〉,|α|2+|β|2=1(叠加态形式)。两个纯态|Ψ1〉和|Ψ2〉的线性叠加所描述的量子态|Ψ〉=c1|Ψ1〉+c2|Ψ2〉对应Hilbert空间的一个矢量,也是一个纯态。经过测量的量子态会坍缩到|0〉或|1〉,这个过程是不可逆的。这是二维Hilbert空间中量子态的描述,类似于三维球面上的一个点。在具有n个量子态的系统中,状态空间由2n个基向量组成。在未对系统进行操作之前,量子态可能为2n中的一个,与经典存储系统相比,量子系统能在某一时刻保持2n个状态,因此量子系统具有更大的计算潜力。爱因斯坦不愿承认并称之为“幽灵般的超距作用(spooky action at a distance)”的量子纠缠,指两个相互独立的粒子可以相互影响,对其中一个粒子进行观测可以即时地影响到其它粒子,无论它们之间的距离有多远。量子纠缠描述了量子子系统相互影响的现象,对一个子系统的测量瞬间影响了其他子系统的状态。一个由|ΨA〉和|ΨB〉两个子系统组成的复合系统|Ψ〉,如果可以表示为|ΨA〉×|ΨB〉,则|Ψ〉处于直积态,否则处于纠缠态。常见的纠缠态有:两个粒子构成的bell基,三个粒子构成的GHZ态等。二粒子纯态纠缠的研究最为完善,bell态是量子通信中最基本的纠缠资源。处于bell态的两个纠缠粒子称为EPR对。四维Hilbert空间中的正交完备基称为bell基。在量子通信中,最常用的测量方法是bell基测量。
三、量子纠缠的应用
目前量子通信的两种主要方式:量子密码通信和隐形传送。量子密码或量子密钥分配是利用了观测一般会干扰被观测系统的量子力学原理来实现的。量子的不可分割性和量子态的不可复制性保证了信息的不可窃听和破解,进而实现根本上、永久性解决信息安全问题的目标。量子隐形传态需建立在经典物理信道的基础上才能实现。在研究量子领域早期,人们最感兴趣的一个问题是能否利用量子纠缠实现超光速通信,这个问题的答案是否定的,原因在于量子的不可克隆性,仅依靠量子纠缠系统无法传递具体信息,要将原量子态的全部信息提取出来,需分别根据其经典信息和量子信息来构造,因此无法实现瞬间传输。量子隐形传态利用量子纠缠态作为通道, 利用量子作为载体, 把信息从一个地方传递到另一个地方。量子隐形传态的任务可以简单地描述为:假设存在一对共享的量子比特为 A、B,利用A、B来传送量子态C。将A、B分别置于系统的两端,现将量子比特A和C作幺正变换,测量后得到两个经典量子比特的信息,在这个过程中两个量子比特被破坏。量子比特B现在包含了关于C的信息,但观测者仍无法得到C的任何信息,量子比特B处于四个任意的量子态之一。现在需通过经典通信通道将A的测量结果发送到B端,根据A的测量结果,对B作相应的幺正变换, 此时量子比特B的状态变为C,实现了量子态的传送。
四、量子通信技术的发展现状
理想量子通信与传统通信相比,有着安全、无障碍通信等优势,但目前仍难以实现,量子测量、量子态的控制仍在不断完善,基于纠缠的量子隐形传态方式仍处在实验室阶段。2012年6月,潘建伟团队在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发,为发射全球首颗“量子通讯卫星”奠定了技术基础。2016年8月16日,中国国成功发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”,标志着中国在量子通信领域又迈出重要一步。“墨子号”的主要科学目标是借助卫星平台,进行星地高速量子密钥分发实验,并在此基础上进行广域量子密钥网络实验,以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破。并在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验,开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。量子技术的迅速发展,预示着量子科技的无线前景,将给人类生活和生产带来革命性的成果,对国防、对经济有着重要影响。因此,我们应加快量子通信技术实用化进程,在国际技术竞争中占据有利地位。
参 考 文 献
[1] 《量子安全通信与量子信道理论有关问题的研究》王敏杰
[2] 《量子纠缠技术与量子通信》1007-9416(2012)10-0060-01舒娜 石际
量子计算发展现状范文5
1计算机通信网络发展现状以及存有的安全问题
1.1计算机通信网络发展的现状
计算机有通信网络与计算机两个部分,前者主要指数据的变化以及传输、发送至计算机的终端以及信源,最终实现网络资源共享。随着计算机快速发展,其普及范围越来越广,国内多个地区均使用计算机网络通信,无疑便于人们的日常生活。然而,正因为使用者的人数越来越广,覆盖面积也依然显著扩增,必然会存在很多的安全隐患问题,例如网站病毒以及黑客攻击等不良事件。
1.2网络通信的不安全因素分析
1.2.1计算机通信网络中存在的网络攻击行为
黑客攻击计算机网站,一般是利用其系统本身存在的漏洞、缺陷实施攻击,进而破坏通信数据信息,大范围的窃取不同用户的隐私,甚至会因为个人利益而利用网络上的欺骗手段以及密码盗取等多种方法,攻击计算机网络的端口、指令、后门等。
1.2.2病毒感染
由于目前的科技水平显著提高,无疑使病毒的种类更为丰富,数量巨大,分布面积广泛,加上病毒的不断变异与进化,严重导致计算机通信网络的不安全性。倘若病毒入侵电脑系统,则极难有效清除,乃至,清除的过程中,会损害计算机系统大量的数据资源,无疑病毒产生的危害会给使用者带来极大的不便,造成难以估计的损失。
1.2.3人为意识
除病毒感染、黑客攻击等之外,不利于计算机通信网络安全的重要因素为人为因素,由于个人缺乏网络安全与保密意识,例如使用明文密码进行加密,或者密码设置过简单且重复,必然会导致网络的安全性大幅度下降,甚至不法分子会利用这个机会而入侵用户电脑,实施信息窃取工作,破坏重要文件与计算机系统。
2如何采取有效的计算机网络防护措施
2.1隐藏计算机IP地址
目前,多起黑客攻击计算机事件,一般以专业的探测网络技术对主机进行探查,从而将计算机IP地址有效窃取。倘若其暴露,无疑会导致黑客恶意破坏计算机系统,近年较为常见的拒绝服务与Floop溢出等多种攻击方式。
2.2巩固安全技术,加强安全防范
巩固安全技术,加强安全防范,是保证计算机网络得以安全运行的有效手段之一。灵活衡量行政手段与提高技术之间的关系,做到有机结合。例如:①采用密码技术,借助于移位、代替以及乘积密码等将信息进行伪装。同时,也可采取安全加密的方式,信息加密一般对信息实行先加密后传输,所接受的对象再进行解密,如此一来,能够能够大幅度避免计算机信息被黑客窃取的可能性。一般采用对称或者非对称发进行加密,其中最广泛的为RAS算法。然而绝对安全传输的依然需借助于粒子量子态下进行的量子通信,是现阶段各机构研究的主要课题。②防火墙与鉴别技术:其借助于网关、、数据包过滤等多种技术以检测各信息之间的连接。
2.3重视计算机通信安全管理
科学、合理的管理并提升网络安全意识,需要:①加强全员的参与意识,选派优秀、经验丰富的计算机通信安全管理者定期组织培训工作,重视相关安全问题的交流与合作,确保通迅信息的完整性与保密性。加强多方面的研究与合作,引进先进的科学技术与实践经验,最大程度提升工作者的安全意识与管理经验,改进加密技术,确保计算机网络通信安全的可能性;②实施系统漏洞扫描工作,一般黑客以及病毒善于利用电脑系统本身存在的一些漏洞所产生的空白区,进行破坏且窃取使用者用户的信息。因此,在计算机通信安全管理中,需要及时的进行修补工作,加强通迅信息的保护工作,实施安全扫描,从而了解各端口存在的问题,及时修补漏洞,保护信息;③加强病毒防范:统一管理用户,例如设置计算机系统的访问权限,只允许授权的用户可实施访问工作并在电脑尝试安装可识别软件,能够及时的发现可能的存在的问题,进而有效阻止,阻止其继续运作,保护通信。
3结束语
量子计算发展现状范文6
基于PMR架构的兴趣点推荐研究
快速交互式三维城市场景重建
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