量子計(jì)算意義精選(九篇)

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第1篇：量子計(jì)算意義范文

關(guān)鍵詞：機(jī)器人；聯(lián)盟；蟻群算法；量子蟻群算法

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）15-3596-03

在多機(jī)器人系統(tǒng)中，單個(gè)機(jī)器人個(gè)體的資源、能力與智能都是有限的，往往不能獨(dú)自完成特定的任務(wù)。為了完成任務(wù)，機(jī)器人之間就必須相互協(xié)作，通過結(jié)成聯(lián)盟來(lái)提高求解問題的能力[1]。因此聯(lián)盟是多機(jī)器人系統(tǒng)的重要合作方式，而機(jī)器人聯(lián)盟生成問題（Multi-Robot Coalition Formation）則成為多機(jī)器人系統(tǒng)研究中一個(gè)關(guān)鍵的基礎(chǔ)性問題，主要研究如何在多機(jī)器人系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)生成面向任務(wù)的最優(yōu)機(jī)器人聯(lián)盟。從1993年提出聯(lián)盟方法以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)面向任務(wù)的聯(lián)盟生成進(jìn)行了大量的研究工作，其中智能進(jìn)化算法由于具有全局尋優(yōu)能力強(qiáng)、收斂速度快等優(yōu)點(diǎn)，在近年來(lái)更是被廣泛地應(yīng)用到機(jī)器人聯(lián)盟問題的求解中，如蔣建國(guó)、夏娜、李杰等[2-4]基于粒子群和蟻群算法、許波等人[5-6]基于量子粒子群算法，這些方法在可接受時(shí)間內(nèi)獲得的解的質(zhì)量有所提高，仿真實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了智能算法的高效性。

1 機(jī)器人聯(lián)盟問題描述

機(jī)器人聯(lián)盟C是一組相互合作、能共同完成某一任務(wù)的一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人集合。若系統(tǒng)中有n個(gè)機(jī)器人集合[R={R1，R2，…，Rn}]，則一個(gè)聯(lián)盟C就是R的一個(gè)非空子集。在多機(jī)器人系統(tǒng)中，每個(gè)機(jī)器人[Ri]都具有一個(gè)能力向量[Bi=b1i，b2i，…，bri]， [bji≥0，（1≤i≤n，1≤j≤n）]，用于定量描述[Ri]執(zhí)行某種特定動(dòng)作的能力大小，若[bji]=0，則表示[Ri]不具備能力[bji]。任務(wù)t具有一定的能力需求[Bt=b1t，b2t，…，brt]。聯(lián)盟C具有一個(gè)能力向量[BC=b1C，b2C，…，brC]，BC是聯(lián)盟中所有機(jī)器人能力向量的總和，即[BC=Ri∈CBi]，聯(lián)盟C能完成任務(wù)t的必要條件是：[BC≥Bt]。

任何一個(gè)聯(lián)盟C都有聯(lián)盟代價(jià)CostC、聯(lián)盟收益ProfitC和聯(lián)盟值ValueC，若聯(lián)盟C不能完成任務(wù)，則聯(lián)盟值ValueC為0，否則，ValueC為一正數(shù)，并且隨著ProfitC值的遞增而遞增，隨著CostC的遞增而遞減。因此在本文中我們將聯(lián)盟值定義為：ValueC=ProfitC /CostC（當(dāng)聯(lián)盟C不能完成任務(wù)時(shí)，ProfitC=0）。機(jī)器人聯(lián)盟問題就是要求出能完成任務(wù)的并擁有最大ValueC值的最優(yōu)聯(lián)盟。

2 量子蟻群算法（QACA）

2.1編碼方式

2.2 量子信息素

量子螞蟻[QAtk]的量子信息素值[Qτtk]的具體表示如下：

[Qτtk=βt112βt122…βt1n2βt212βt222…βt212??βtij2?βtn12βtn12…βtnn2] （2）

通過上面公式可以發(fā)現(xiàn)，量子信息素量直接通過相應(yīng)的量子螞蟻就可獲得，采用這種量子信息素表示方式使得信息素的更新操作變得非常簡(jiǎn)單，不需要任何參數(shù)，對(duì)于各路徑上信息素的揮發(fā)和增強(qiáng)完全可以通過對(duì)量子螞蟻的更新來(lái)完成，例如：若螞蟻在機(jī)器人 i 上選擇了機(jī)器人 j 作為盟友，并成為較優(yōu)的聯(lián)盟組合，則機(jī)器人 i 到機(jī)器人 j 就是用來(lái)更新量子螞蟻的較優(yōu)路徑中的一條邊，通過更新量子螞蟻，會(huì)使得其概率幅[βtij]的值增加，從而[βtij2]也增加，即使得機(jī)器人 i 到 機(jī)器人 j 路徑上的信息素得以增強(qiáng)；反之，該路徑上的信息素會(huì)有所揮發(fā)。

2.3 多種群并行搜索及量子交叉

為了避免算法陷入局部最優(yōu)，我們采用多種群并行搜索策略，得到解空間中不同區(qū)域的最優(yōu)值。在進(jìn)化初期，以各種群最優(yōu)值為進(jìn)化目標(biāo)引導(dǎo)搜索方向。每進(jìn)化一定代數(shù)后，比較各種群的最優(yōu)值，保留全局最優(yōu)個(gè)體，并以該最優(yōu)個(gè)體取代各種群中最差個(gè)體。若某種群連續(xù)若干代仍沒有找到更優(yōu)個(gè)體時(shí)，則利用量子信息的糾纏和干涉特性執(zhí)行一種量子交叉策略，以促進(jìn)種群內(nèi)部的信息交流，增強(qiáng)種群多樣性。量子交叉的具體做法如下：

2.4 算法流程

求解機(jī)器人聯(lián)盟問題的量子蟻群算法（QACA）具體操作步驟如下：

1） 初始化N組量子蟻群；

2） 分別計(jì)算各組種群的量子信息素[Qτ（t）=Qτtk，k=1，2，…m]；

3） 構(gòu)建路徑，計(jì)算適應(yīng)度；

4） 判斷是否滿足終止條件，若滿足，則算法終止，否則執(zhí)行下一步；

5） 采用量子旋轉(zhuǎn)門[7]更新量子蟻群[QA（t）]；

6） 進(jìn)化每間隔D代，記錄所有種群中全局最優(yōu)個(gè)體，并以全局最優(yōu)個(gè)體取代各種群中最差個(gè)體。若某種群連續(xù)D代沒有找到更優(yōu)個(gè)體，則執(zhí)行量子交叉操作；

7） t=t+1，算法轉(zhuǎn)到（2）繼續(xù)執(zhí)行，直到算法結(jié)束。

3 仿真實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證算法的有效性，將QACA與文獻(xiàn)[3]中基本蟻群算法（BACA）和文獻(xiàn)[8]中的量子遺傳算法（QGA）進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)中機(jī)器人個(gè)數(shù)、能力向量及任務(wù)等相關(guān)參數(shù)選用文獻(xiàn)[5]中給定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其它參數(shù)設(shè)定為：種群規(guī)模100，進(jìn)化代數(shù)1000，[α]=1，[β]=2，D=10。針對(duì)給定的聯(lián)盟問題，分別采用QGA、BACA和QACA三種算法進(jìn)行50次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，并記錄下50次實(shí)驗(yàn)中各算法找到的最優(yōu)聯(lián)盟值、最差聯(lián)盟值、平均聯(lián)盟值，及最快搜索到最優(yōu)解的迭代次數(shù)和50次實(shí)驗(yàn)平均搜索到最優(yōu)解的迭代次數(shù)。通過考察這幾個(gè)參數(shù)指標(biāo)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)算法全局尋優(yōu)性能及收斂性能的比較，其對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

從表1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出， QACA算法無(wú)論在最好情況、最差情況還是平均情況下都要明顯優(yōu)于QGA和BACA算法。這表明在相同的迭代條件下QACA算法能夠搜索到較高質(zhì)量的解，具有較好的全局尋優(yōu)能力。而通過搜索到最優(yōu)解的迭代次數(shù)，可以表明QACA算法的收斂速度較快，且收斂穩(wěn)定性較高。

4 結(jié)束語(yǔ)

將蟻群算法與量子進(jìn)化算法思想相結(jié)合，提出了一種求解機(jī)器人聯(lián)盟問題的量子蟻群算法（QACA）。算法中根據(jù)量子編碼的多樣性特性，設(shè)計(jì)了一種新的信息素表示及更新方式；為了避免搜索陷入局部最優(yōu)，設(shè)計(jì)了一種多種群并行搜索和量子交叉策略。最后將QACA與BACA和QGA進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)比較，測(cè)試結(jié)果也表明了算法具有一定的優(yōu)勢(shì)。在QACA基礎(chǔ)上的多任務(wù)聯(lián)盟問題求解將是我們下一步研究工作的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] Lovekech V， Julie A. Multi-robot coalition formation[J]. IEEE Transactions on Robotics， 2006， 22（4）： 637–649.

[2] 蔣建國(guó)，張國(guó)富，齊美彬，等.基于離散粒子群求解復(fù)雜聯(lián)盟的并行生成[J].電子與信息學(xué)報(bào)， 2009， 31（30）： 519-522.

[3] 夏娜，蔣建國(guó)，魏星，等.改進(jìn)型蟻群算法求解單任務(wù)agent聯(lián)盟[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2005，42（5） ：734-739.

[4] 李杰，王愛民，于金剛，等.一種非線性動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的Agent聯(lián)盟生產(chǎn)算法[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 2012， 33（8）： 1792-1794.

[5] 許波，余建平.基于QPSO 的單任務(wù)Agent 聯(lián)盟形成[J].計(jì)算機(jī)工程， 2010， 36（19）： 168-170.

[6] 許波，彭志平，余建平，等. 基于量子多目標(biāo)進(jìn)化算法的多任務(wù)Agent 聯(lián)盟生成[J] .系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐， 2012， 32（10）： 2254-2261.

第2篇：量子計(jì)算意義范文

[關(guān)鍵詞] 車輛路徑問題 蟻群算法 自適應(yīng)策略

一、引言

車輛路徑問題（VRP）是物流研究領(lǐng)域中一個(gè)具有十分重要理論和現(xiàn)實(shí)意義的問題，該問題可以描述為一個(gè)需求點(diǎn)位置已知的物流服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的車輛配送問題，其目標(biāo)就是尋找最小費(fèi)用的車輛配送路線。車輛路徑問題是一個(gè)著名的NP 完全問題，只有當(dāng)其規(guī)模較小時(shí)，才能求得其精確解。近年來(lái)，大量的研究結(jié)果顯示，啟發(fā)式算法在求解大規(guī)模車輛路徑問題時(shí)是一種有效的途徑。

蟻群算法（ACO)是由意大利學(xué)者Dorigo等人在20世紀(jì)90年代初首先提出來(lái)的，它是繼模擬退火算法、遺傳算法、禁忌搜索算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等以后的又一種應(yīng)用于組合優(yōu)化問題的啟發(fā)式搜索算法。比較有代表性的研究有，M.Dorigo等人使用蟻群算法解決TSP問題，然后進(jìn)一步把它們的方法擴(kuò)展到了解決不均衡的TSP、QAP和job-shop調(diào)度問題中；為了克服在Ant-Q中可能出現(xiàn)的停滯現(xiàn)象，Stützle,T.等人提出了MAX-MIN蟻群算法，稱作MMAS，該算法為了避免算法過早收斂非全局最優(yōu)解，將各路經(jīng)的信息素濃度限制在[τmin,τmax]之間，各路徑初始信息素初值設(shè)為最大值τmax，并且一次循環(huán)后只增加路徑最短的螞蟻經(jīng)過路徑的信息素；吳慶洪等人提出了具有變異特征的蟻群算法，在基本蟻群算法中引入變異機(jī)制，充分利用了2-交換法簡(jiǎn)潔高效的特點(diǎn)；姚寶珍[4]提出了一種自適應(yīng)的蟻群算法，該算法可以根據(jù)搜索的階段調(diào)整參數(shù);陳等人提出了一種基于分布均勻度的自適應(yīng)蟻群算法，該算法根據(jù)優(yōu)化過程中解的分布均勻度，自適應(yīng)地調(diào)整路徑選擇概率的確定策略和信息量更新策略。蟻群算法作為一種新的啟發(fā)式算法已經(jīng)成功地應(yīng)用到了許多領(lǐng)域，在車輛路徑問題也有很多學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，主要有文獻(xiàn)等。本文采用了一種自適應(yīng)的蟻群算法（AACO）來(lái)求解車輛路徑問題，并通過一個(gè)實(shí)例對(duì)該算法進(jìn)行了檢驗(yàn)。

二、問題描述

一個(gè)典型車輛路徑問題可以描述為：設(shè)配送中心有M輛車，需要對(duì)N個(gè)顧客進(jìn)行服務(wù)，每個(gè)客戶的需求量為qi(i=1,2,…,N)，每輛車的最大載重量為V。設(shè)結(jié)點(diǎn)集合為C(c0,c1,c2,…,cN)，其中c0代表配送中心，而其它的N點(diǎn)代表N個(gè)顧客；fij表示客戶i到客戶j的阻抗或成本，其可以表示時(shí)間、行駛里程或其它費(fèi)用等，定義變量如下：

三、自適應(yīng)的蟻群算法

1.自適應(yīng)轉(zhuǎn)移規(guī)則

螞蟻運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)優(yōu)先選擇含“信息素”濃度較大的路徑。但是蟻群在搜索過程中，為了使蟻群算法能夠得到全局最優(yōu)解就必須在搜索過程中保持很強(qiáng)的隨機(jī)性，而蟻群算法的收斂又要求一定的確定性，轉(zhuǎn)移規(guī)則必須解決的就是尋找二者的平衡點(diǎn)。轉(zhuǎn)移規(guī)則決定了算法的執(zhí)行效率，當(dāng)源問題確定后，信息素強(qiáng)度（信息素更新策略中確定）和期望度（根據(jù)源問題相關(guān)的貪婪式算法得到）也基本確定，因此如何確定兩個(gè)啟發(fā)式因子（α和β）則非常重要。通常兩個(gè)參數(shù)是通過仿真來(lái)確定，大多數(shù)研究中采用的是固定值，這樣就忽略了蟻群在進(jìn)化過程中，信息素和期望度的相對(duì)重要程度。比如在進(jìn)化的最初，系統(tǒng)還沒有信息素存在，這時(shí)，對(duì)于螞蟻的運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，期望信息更加重要，也就是說(shuō)，確定性信息占主導(dǎo)地位；而隨著信息素更新，螞蟻的運(yùn)動(dòng)將逐漸重視路徑中的信息素強(qiáng)度，也就是蟻群在系統(tǒng)中的累積信息?；诖耍覀?cè)O(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)的轉(zhuǎn)移規(guī)則，對(duì)于第i點(diǎn)的第k只螞蟻來(lái)說(shuō)，它選擇下一點(diǎn)j的概率如下：

這里τij是 (i,j)邊信息素的強(qiáng)度；ηij是(i,j)邊的能見度；α和β分別是信息啟發(fā)式因子和能見度啟發(fā)式因子。α的大小反映了蟻群在路徑搜索中隨機(jī)性因素作用的強(qiáng)度，β的大小則反映了蟻群在路徑搜索中確定性因素作用的強(qiáng)度；tabuk是禁忌集合（在TSP問題中已經(jīng)經(jīng)過的點(diǎn)就被認(rèn)為是不可行點(diǎn)）；t是進(jìn)化代數(shù)；T是預(yù)設(shè)的最大進(jìn)化代數(shù)，這里設(shè)T=400；[ ]是取整符號(hào)。

2.自適應(yīng)信息素更新策略

信息素為螞蟻之間提供了間接的通信手段，也就是說(shuō)，螞蟻可以通過感知信息素濃度來(lái)完成彼此間的通信。螞蟻依據(jù)轉(zhuǎn)移規(guī)則沿著不同的點(diǎn)游歷，直至構(gòu)成了一個(gè)源問題的解決方案。每次循環(huán)后，在每條邊上的信息素濃度將依據(jù)更新策略更新。

其中，ρ是信息素殘留系數(shù)，這里ρ=0.8; 是第k只螞蟻在當(dāng)前循環(huán)中在(i,j)邊上的信息素增量，p是蟻群的規(guī)模，在現(xiàn)實(shí)的蟻群系統(tǒng)中，較短路徑上的信息素濃度更高；相似的，在蟻群算法中，與最優(yōu)方案更接近的路徑中獲得的信息素越多，使其在下一循環(huán)中更有吸引力。

在整個(gè)進(jìn)化過程中均采用這種靜態(tài)的更新策略可能會(huì)使算法陷入局部最優(yōu)。比如某條局部最優(yōu)路徑上存在信息素增量，而且隨著進(jìn)化的深入，信息素增量會(huì)越來(lái)越大，而如果最佳路徑還未被走過，其上的信息素只有蒸發(fā)項(xiàng)而變得越來(lái)越小，在下次搜索被選擇的概率較小，這樣就會(huì)使局部的最優(yōu)路徑很快就占據(jù)了統(tǒng)治地位，使算法陷入局部最優(yōu)。雖然max-min系統(tǒng)一定程度上控制了陷入局部最優(yōu)的可能性，但是更新策略仍然是一個(gè)問題。為此，我們提出了一種自適應(yīng)的信息素更新策略，就是在進(jìn)化的最初，我們采用了較大的信息素增量，而當(dāng)進(jìn)化的一定程度后，減小了信息素增量，使算法可以進(jìn)行詳細(xì)的局部搜索，具體公式如下：

其中，Q是一個(gè)常數(shù)，這里設(shè)Q=1000。

四、實(shí)例研究

為了驗(yàn)證自適應(yīng)蟻群算法的有效性，本文采用蕪湖市的數(shù)據(jù)對(duì)該算法進(jìn)行了檢驗(yàn)。蕪湖市的人口數(shù)量大約為222萬(wàn)人，面積為3,317平方公里，其道路網(wǎng)的長(zhǎng)度為1,622公里。本文選取是由1個(gè)配送中心服務(wù)22個(gè)客戶（大型購(gòu)物中心）的實(shí)例。

本節(jié)假設(shè)所有中心的車隊(duì)都由容量為1的均一車型組成，并將每個(gè)客戶的需求都按比例縮放到[0,1]（圖1）。然后使用Visual C++.Net 2003實(shí)現(xiàn)該算法，同時(shí)運(yùn)行在由8臺(tái)計(jì)算機(jī)（512M內(nèi)存、3000MHZ處理器）組成的集群環(huán)境。為了評(píng)價(jià)自適應(yīng)蟻群算法（AACO）的性能，本文將該方法與傳統(tǒng)的蟻群算法（ACO）以及MMAS[2]，在同樣參數(shù)下三種方法運(yùn)行10次，圖2和圖3分別顯示的是三種算法的計(jì)算結(jié)果和運(yùn)行時(shí)間。

我們可以發(fā)現(xiàn)三種算法的優(yōu)化質(zhì)量和計(jì)算時(shí)間上存在差異，AACO在優(yōu)化質(zhì)量和計(jì)算時(shí)間上是三者中最好的，而MMAS的優(yōu)化質(zhì)量略優(yōu)于ACO的優(yōu)化質(zhì)量，這是因?yàn)镸MAS將各路徑的信息素濃度限制在[τmin , τmax ]之間，各路徑初始信息素初值設(shè)為最大值τmax，并且一次循環(huán)后只增加路徑最短的螞蟻經(jīng)過路徑的信息素，從而避免算法過早收斂非全局最優(yōu)解。而自適應(yīng)策略可以根據(jù)搜索的不同階段自適應(yīng)調(diào)整參數(shù)，擴(kuò)大搜索空間，從而提高算法的優(yōu)化質(zhì)量，同時(shí)可以明顯的加快算法的收斂速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本文提出的自適應(yīng)蟻群算法可以明顯地改進(jìn)傳統(tǒng)的蟻群算法。

五、結(jié)論

車輛路徑問題是物流分配研究的一個(gè)重要問題。由于車輛的裝載能力不同，本文建立了同時(shí)考慮可變成本和車輛的固定成本的物流配送模型?？紤]物流配送問題是在眾多顧客中尋找最短路徑，是NP-hard問題。本文采用了自適應(yīng)的蟻群算法。最后，利用蕪湖市的數(shù)據(jù)對(duì)該方法進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果表明此方案提高了解的質(zhì)量并節(jié)約求解的運(yùn)行時(shí)間。

參考文獻(xiàn):

[1]Dorigo, M., Maniezzo, V., Colorni, A.,( 1996); The Ant System: Optimization by a Colony of Cooperating Agents, IEEE Transactions on Systems, Mans, and Cybernetics 1 (26), p.29～41

[2]吳慶洪張紀(jì)會(huì)徐心和:具有變異特征的蟻群算法.計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，36(10):1240～1245(1999)

第3篇：量子計(jì)算意義范文

關(guān)鍵詞：貝葉斯網(wǎng)；結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)；量子遺傳算法；K2算法；拓?fù)湫蛄?；量子?jì)算

中圖分類號(hào)：TP181

0引言

不確定性問題知識(shí)表示和推理是人工智能領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)，貝葉斯網(wǎng)（BayesianNetwork，BN）是處理該問題的一個(gè)非常重要的理論模型。近年來(lái)，隨著搜索技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)挖掘的興起，貝葉斯網(wǎng)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛興趣。到目前為止，人們已經(jīng)提出了一些學(xué)習(xí)貝葉斯網(wǎng)結(jié)構(gòu)的方法，其中基于蟻群算法[1]、遺傳算法[2-4]和粒子群算法[5]的貝葉斯網(wǎng)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)是比較新的一些實(shí)用而有效的方法。例如，基于蟻群算法的貝葉斯網(wǎng)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)算法I ACO B[1]首先用0階條件獨(dú)立性測(cè)試發(fā)現(xiàn)一些潛在的條件——獨(dú)立知識(shí)并用之壓縮搜索空間，然后利用改進(jìn)的啟發(fā)函數(shù)使蟻群算法的搜索能力得到提高。文獻(xiàn)[5]提出了一種新的基于粒子群的學(xué)習(xí)貝葉斯網(wǎng)結(jié)構(gòu)的算法——C PSO B，該算法利用定義的規(guī)則鏈模型度量拓?fù)湫蛄袃?yōu)劣，有利于發(fā)現(xiàn)較高質(zhì)量的拓?fù)湫蛄?；然后通過給粒子位置可選擇更新的粒子群優(yōu)化算法加上動(dòng)態(tài)權(quán)重系數(shù)，提高了算法的搜索性能。這兩種算法都取得了比較好的成果，但是它們?cè)趯W(xué)習(xí)貝葉斯網(wǎng)結(jié)構(gòu)時(shí)仍存在求解精度不高、收斂速度慢等不足。

量子計(jì)算是20世紀(jì)90年代被提出的。由于它是以微觀世界為物理研究基礎(chǔ)，所以量子計(jì)算具有了經(jīng)典計(jì)算無(wú)可比擬的優(yōu)越性。在量子理論中，量子信息的豐富性、量子計(jì)算的并行性和量子態(tài)的疊加性等特性，使量子計(jì)算具有了明顯的優(yōu)勢(shì)。將經(jīng)典的搜索算法與量子計(jì)算相結(jié)合是改善上述不足的一種研究思路。到目前為止，已出現(xiàn)了一些與量子相結(jié)合的搜索算法[6-11]，如量子進(jìn)化算法[6-7]、量子遺傳算法[8-10]和量子粒子群算法[11]等。本文提出了一種基于拓?fù)湫蛄泻土孔舆z傳算法的貝葉斯網(wǎng)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)算法（BayesianNetworkStructureLearningAlgorithmbasedonTopologicalOrderandQuantumGeneticAlgorithm，T&QGA B）。為了提高搜索的效率，新算法首先利用量子計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出基于量子染色體的拓?fù)湫蛄猩刹呗?；然后通過采用帶上下界的自適應(yīng)量子變異策略，增強(qiáng)了種群的多樣性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與新近提出的I ACO B算法[1]和C PSO B算法[5]相比，新算法在求解精度和收斂速度兩方面都有明顯提高。

第4篇：量子計(jì)算意義范文

（一）在建筑材料方面的應(yīng)用

水泥是重要的建筑材料之一。1993年，計(jì)算量子化學(xué)開始廣泛地應(yīng)用于許多水泥熟料礦物和水化產(chǎn)物體系的研究中，解決了很多實(shí)際問題。

鈣礬石相是許多水泥品種的主要水化產(chǎn)物相之一，它對(duì)水泥石的強(qiáng)度起著關(guān)鍵作用。程新等[1,2]在假設(shè)材料的力學(xué)強(qiáng)度決定于化學(xué)鍵強(qiáng)度的前提下，研究了幾種鈣礬石相力學(xué)強(qiáng)度的大小差異。計(jì)算發(fā)現(xiàn)，含Ca鈣礬石、含Ba鈣礬石和含Sr鈣礬石的Al-O鍵級(jí)基本一致，而含Sr鈣礬石、含Ba鈣礬石中的Sr，Ba原子鍵級(jí)與Sr-O，Ba-O共價(jià)鍵級(jí)都分別大于含Ca鈣礬石中的Ca原子鍵級(jí)和Ca-O共價(jià)鍵級(jí)，由此認(rèn)為，含Sr、Ba硫鋁酸鹽的膠凝強(qiáng)度高于硫鋁酸鈣的膠凝強(qiáng)度[3]。

將量子化學(xué)理論與方法引入水泥化學(xué)領(lǐng)域，是一門前景廣闊的研究課題，它將有助于人們直接將分子的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能聯(lián)系起來(lái)，也為水泥材料的設(shè)計(jì)提供了一條新的途徑[3]。

（二）在金屬及合金材料方面的應(yīng)用

過渡金屬(Fe、Co、Ni)中氫雜質(zhì)的超精細(xì)場(chǎng)和電子結(jié)構(gòu)，通過量子化學(xué)計(jì)算表明，含有雜質(zhì)石原子的磁矩要降低，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常一致。閔新民等[4]通過量子化學(xué)方法研究了鑭系三氟化物。結(jié)果表明，在LnF3中Ln原子軌道參與成鍵的次序是：d＞f＞p＞s，其結(jié)合能計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值定性趨勢(shì)一致。此方法還廣泛用于金屬氧化物固體的電子結(jié)構(gòu)及光譜的計(jì)算[5]。再比如說(shuō)，NbO2是一個(gè)在810℃具有相變的物質(zhì)(由金紅石型變成四方體心)，其高溫相的NbO2的電子結(jié)構(gòu)和光譜也是通過量子化學(xué)方法進(jìn)行的計(jì)算和討論，并通過計(jì)算指出它和低溫NbO2及其等電子化合物VO2在性質(zhì)方面存在的差異[6]。

量子化學(xué)方法因其精確度高，計(jì)算機(jī)時(shí)少而廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)中，并取得了許多有意義的結(jié)果。隨著量子化學(xué)方法的不斷完善，同時(shí)由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)在材料科學(xué)中的應(yīng)用范圍將不斷得到拓展，將為材料科學(xué)的發(fā)展提供一條非常有意義的途徑[5]。

二、在能源研究中的應(yīng)用

（一）在煤裂解的反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)方面的應(yīng)用

煤是重要的能源之一。近年來(lái)隨著量子化學(xué)理論的發(fā)展和量子化學(xué)計(jì)算方法以及計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步，量子化學(xué)方法對(duì)于深入探索煤的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性之間的關(guān)系成為可能。

量子化學(xué)計(jì)算在研究煤的模型分子裂解反應(yīng)機(jī)理和預(yù)測(cè)反應(yīng)方向方面有許多成功的例子,如低級(jí)芳香烴作為碳/碳復(fù)合材料碳前驅(qū)體熱解機(jī)理方面的研究已經(jīng)取得了比較明確的研究結(jié)果。由化學(xué)知識(shí)對(duì)所研究的低級(jí)芳香烴設(shè)想可能的自由基裂解路徑，由Guassian98程序中的半經(jīng)驗(yàn)方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的從頭計(jì)算方法和考慮了電子相關(guān)效應(yīng)的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法對(duì)設(shè)計(jì)路徑的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了計(jì)算。由理論計(jì)算方法所得到的主反應(yīng)路徑、熱力學(xué)變量和表觀活化能等結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比有較好的一致性，對(duì)煤熱解的量子化學(xué)基礎(chǔ)的研究有重要意義[7]。

（二）在鋰離子電池研究中的應(yīng)用

鋰離子二次電池因?yàn)榫哂须娙萘看?、工作電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠、無(wú)記憶效應(yīng)、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，被人們稱之為“最有前途的化學(xué)電源”，被廣泛應(yīng)用于便攜式電器等小型設(shè)備，并已開始向電動(dòng)汽車、軍用潛水艇、飛機(jī)、航空等領(lǐng)域發(fā)展。

鋰離子電池又稱搖椅型電池，電池的工作過程實(shí)際上是Li+離子在正負(fù)兩電極之間來(lái)回嵌入和脫嵌的過程。因此，深入鋰的嵌入-脫嵌機(jī)理對(duì)進(jìn)一步改善鋰離子電池的性能至關(guān)重要。Ago等[8]用半經(jīng)驗(yàn)分子軌道法以C32H14作為模型碳結(jié)構(gòu)研究了鋰原子在碳層間的插入反應(yīng)。認(rèn)為鋰最有可能摻雜在碳環(huán)中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子軌道法對(duì)摻鋰的芳香族碳化合物的研究表明，隨著鋰含量的增加，鋰的離子性減少，預(yù)示在較高的摻鋰狀態(tài)下有可能存在一種Li-C和具有共價(jià)性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子軌道計(jì)算法，對(duì)低結(jié)晶度的炭素材料的摻鋰反應(yīng)進(jìn)行了研究，研究表明，鋰優(yōu)先插入到石墨層間反應(yīng)，然后摻雜在石墨層中不同部位里[11]。

隨著人們對(duì)材料晶體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和計(jì)算機(jī)水平的更高發(fā)展，相信量子化學(xué)原理在鋰離子電池中的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)更廣泛、更深入、更具指導(dǎo)性。

三、在生物大分子體系研究中的應(yīng)用

生物大分子體系的量子化學(xué)計(jì)算一直是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，尤其是生物大分子體系的理論研究具有重要意義。由于量子化學(xué)可以在分子、電子水平上對(duì)體系進(jìn)行精細(xì)的理論研究，是其它理論研究方法所難以替代的。因此要深入理解有關(guān)酶的催化作用、基因的復(fù)制與突變、藥物與受體之間的識(shí)別與結(jié)合過程及作用方式等，都很有必要運(yùn)用量子化學(xué)的方法對(duì)這些生物大分子體系進(jìn)行研究。毫無(wú)疑問，這種研究可以幫助人們有目的地調(diào)控酶的催化作用,甚至可以有目的地修飾酶的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)并合成人工酶；可以揭示遺傳與變異的奧秘,進(jìn)而調(diào)控基因的復(fù)制與突變，使之造福于人類；可以根據(jù)藥物與受體的結(jié)合過程和作用特點(diǎn)設(shè)計(jì)高效低毒的新藥等等，可見運(yùn)用量子化學(xué)的手段來(lái)研究生命現(xiàn)象是十分有意義的。

綜上所述，我們可以看出在材料、能源以及生物大分子體系研究中，量子化學(xué)發(fā)揮了重要的作用。在近十幾年來(lái)，由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)計(jì)算變得更加迅速和方便?？梢灶A(yù)言，在不久的將來(lái)，量子化學(xué)將在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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第5篇：量子計(jì)算意義范文

8月16日1時(shí)40分，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射升空。

量子科學(xué)，對(duì)絕大多數(shù)人來(lái)說(shuō)十分高冷。但當(dāng)它與信息技術(shù)相連，就與我們每個(gè)人息息相關(guān)。當(dāng)今社會(huì)，信息的海量傳播背后也充斥著信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)。而量子科學(xué)則為信息安全提供了“終極武器”。

量子衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心主任潘建偉院士介紹，量子通信的安全性基于量子物理基本原理，單光子的不可分割性和量子態(tài)的不可復(fù)制性保證了信息的不可竊聽和不可破解，從原理上確保身份認(rèn)證、傳輸加密以及數(shù)字簽名等的無(wú)條件安全，可從根本上、永久性解決信息安全問題。

那么，量子衛(wèi)星具體將會(huì)在哪些方面給我們的生活帶來(lái)影響呢？“瞬間移動(dòng)”、“信息絕密”真的可以實(shí)現(xiàn)嗎？潘建偉院士將對(duì)這些問題進(jìn)行一一解答。

問題1：量子究竟是什么？

量子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，是能量的最基本攜帶者，不可再分割。比如，光子是光能量的最小單元，不存在“半個(gè)光子”，同理，也不存在“半個(gè)氫原子”“半個(gè)水分子”等等。量子世界中有兩個(gè)基本原理：

――量子疊加，就是指一個(gè)量子系統(tǒng)可以處在不同量子態(tài)的疊加態(tài)上。著名的“薛定諤的貓”理論曾經(jīng)形象地表述為“一只貓可以同時(shí)既是活的又是死的”。

――量子糾纏，類似孫悟空和他的分身，二者無(wú)論距離多遠(yuǎn)都“心有靈犀”。當(dāng)兩個(gè)微觀粒子處于糾纏態(tài)，不論分離多遠(yuǎn)，對(duì)其中一個(gè)粒子的量子態(tài)做任何改變，另一個(gè)會(huì)立刻感受到，并做相應(yīng)改變。

問題2：世界上真有“絕對(duì)安全”的通信嗎？

這得先說(shuō)說(shuō)通信中信息是如何被竊取的。傳統(tǒng)光通信是通過光的強(qiáng)弱變化傳輸信息。從中分出一丁點(diǎn)光并不影響其他光繼續(xù)傳輸信息，測(cè)量這一丁點(diǎn)光原理上就能竊取信息。

量子通信則完全不同！竊聽者如果想攔截量子信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，將不可避免地破壞攜帶密鑰信息的量子態(tài)。根據(jù)量子“測(cè)不準(zhǔn)定理”，這種破壞必然會(huì)被信息發(fā)送者和接收者所發(fā)現(xiàn)。

是否可以不破壞傳輸?shù)牧孔討B(tài)，只截取并復(fù)制，再繼續(xù)發(fā)送？這已被“量子不可克隆定理”完全排除，于是也就保證了量子通信的絕對(duì)安全。

問題3：量子科學(xué)和技術(shù)究竟將帶來(lái)一個(gè)怎樣的未來(lái)？

量子科學(xué)和技術(shù)其實(shí)已經(jīng)在方方面面影響著我們的日常生活。我們目前正在廣為使用的計(jì)算機(jī)、手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)航，包括醫(yī)院里的磁共振成像等等，無(wú)一不得益于量子科學(xué)和技術(shù)。

用發(fā)展的眼光看，隨著微納加工、超冷原子量子調(diào)控等技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類將能夠制備出越來(lái)越復(fù)雜、功能越來(lái)越強(qiáng)大的各種人造量子系統(tǒng)，例如包括量子計(jì)算機(jī)芯片在內(nèi)的各種量子電路，其功能和信息處理能力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們目前正在使用的經(jīng)典芯片，并且更加節(jié)能；再如可望制備出達(dá)到量子極限的能量收集和轉(zhuǎn)換器件，將引發(fā)能源變革；也有望大幅提升對(duì)時(shí)間、位置、重力等物理量超高精度的測(cè)量，不僅實(shí)現(xiàn)超高精度的潛艇定位、醫(yī)學(xué)檢測(cè)等，也將加深對(duì)物理學(xué)基本原理的認(rèn)識(shí)。

總之，量子科學(xué)和技術(shù)的廣泛應(yīng)用最終將把人類社會(huì)帶入到量子時(shí)代，實(shí)現(xiàn)更高的工作效率、更安全的數(shù)據(jù)通信，以及更方便和更綠色的生活方式。

問題4：量子技術(shù)什么時(shí)候才能“飛入尋常百姓家”？

量子通信目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在金融、政務(wù)系統(tǒng)等中的使用。要讓每個(gè)人都用上，樂觀的話需要10到15年。這需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行改造，還涉及到標(biāo)準(zhǔn)制定。到時(shí)候，個(gè)人的網(wǎng)上銀行、手機(jī)支付、信用卡等就再也不怕被盜號(hào)，“棱鏡門”那樣的泄密事件也不會(huì)發(fā)生了。

而量子計(jì)算目前仍然處于基礎(chǔ)研究的階段，前進(jìn)道路上還面臨著巨大的挑戰(zhàn)，不知道在二三十年的時(shí)間內(nèi)能否實(shí)現(xiàn)初步應(yīng)用。一旦取得進(jìn)展，其意義將是極其重大的。這需要一個(gè)過程，依賴于量子通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，應(yīng)用成本也會(huì)逐漸下降。

問題5：“量子態(tài)隱形傳輸”意味著能實(shí)現(xiàn)《星際迷航》里的瞬間移動(dòng)嗎？

“量子態(tài)隱形傳輸”是基于量子疊加和量子糾纏的特性，使甲地某一粒子的未知量子態(tài)，可以在乙地的另一粒子上還原出來(lái)。其實(shí)傳輸?shù)氖橇Ｗ拥牧孔討B(tài)，而不是粒子本身。這種狀態(tài)傳送的速度上限仍然是光速，也不是“瞬間移動(dòng)”。

現(xiàn)在，在光子、原子等層面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量子態(tài)隱形傳輸。電影里“大變活人”在原理上是允許的，但目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)做不到。因?yàn)榭苹秒娪袄锶说膫魉?，不僅需要把人的實(shí)體部分的大量原子、分子傳送，并且嚴(yán)格按照原來(lái)的相對(duì)位置重新排列起來(lái)，更何況重現(xiàn)意識(shí)和記憶就更復(fù)雜了。

不過，隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，也許未來(lái)我們還是可以實(shí)現(xiàn)人的量子態(tài)隱形傳輸，到那時(shí)星際旅行就不是夢(mèng)啦。

第6篇：量子計(jì)算意義范文

關(guān)鍵詞：量子糾纏；特征關(guān)聯(lián)；認(rèn)識(shí)論；波函數(shù)

量子信息研究領(lǐng)域在近幾年發(fā)展迅速，并獲得了諸多突破，推動(dòng)著計(jì)算機(jī)和信息通信領(lǐng)域的發(fā)展，有非常樂觀的應(yīng)用前景。不同于經(jīng)典的信息處理方式，量子信息處理利用了粒子的量子力學(xué)特性。而量子糾纏理論被認(rèn)為量子信息處理的重要理論，是區(qū)別于經(jīng)典力學(xué)的本質(zhì)特性[1]。深入認(rèn)識(shí)和理解量子糾纏的構(gòu)建機(jī)制，能夠?yàn)榱孔有畔㈩I(lǐng)域的理論和技術(shù)研究提供全新的思路，為科技哲學(xué)的認(rèn)識(shí)論帶來(lái)深層次的理論依據(jù)，為信息思維、能力思維、物質(zhì)思維和客觀世界的復(fù)雜性思維提供系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)方法。

一、量子糾纏的構(gòu)建

按照量子糾纏的定義[2]，如果復(fù)合系統(tǒng)的純態(tài)不能寫成子系統(tǒng)純態(tài)的直積，即，那么這個(gè)態(tài)為糾纏態(tài)，即

式中，表示子系統(tǒng)的基本屬性簇；由n個(gè)微觀粒子子系統(tǒng)組成復(fù)合純態(tài)系統(tǒng)

，

其中，為希爾伯特空間的直積態(tài)或非糾纏，假設(shè)存在

，，…，

使得不成立，那么就稱這n個(gè)微觀粒子之間糾纏。

如果存在n個(gè)不同的態(tài)，當(dāng)tt0時(shí)，假設(shè)這些態(tài)之間發(fā)生相互作用，形成更大的復(fù)合系統(tǒng)Hi，Hi =H1H2×…Hn，這一系統(tǒng)的狀態(tài)特征可用波函數(shù)表征。若無(wú)法將獨(dú)立的狀態(tài)特征分立出來(lái)，那么該表征僅僅是描述復(fù)合系統(tǒng)的特征概率。這意味著，若發(fā)生糾纏態(tài)，則至少存在不少于兩個(gè)的量子態(tài)的疊加，構(gòu)成一個(gè)復(fù)合的整體。這種量子糾纏理論說(shuō)明，發(fā)生相互糾纏的量子態(tài)之間存在特定的關(guān)聯(lián)作用，當(dāng)對(duì)某一實(shí)在進(jìn)行操作時(shí)，與其發(fā)生糾纏的其他實(shí)在的特征也會(huì)發(fā)生變化[3]。這種糾纏關(guān)聯(lián)關(guān)系不僅呈現(xiàn)某一實(shí)在的固有屬性，并且描述了糾纏關(guān)聯(lián)的復(fù)合系統(tǒng)的整體特征。

物質(zhì)實(shí)在的本體具有特殊性的物理屬性，物質(zhì)本體固有屬性的認(rèn)知過程與物理本體有一定區(qū)別。對(duì)于微觀物質(zhì)來(lái)說(shuō)，它除了擁有宏觀物質(zhì)的基本特性以外，還具有波動(dòng)性特征，構(gòu)成微觀物質(zhì)的雙重屬性。量子力學(xué)中的波函數(shù)公設(shè)認(rèn)為：“一個(gè)微觀粒子的狀態(tài)可以用波函數(shù)來(lái)完全描述”[4]。從認(rèn)識(shí)論來(lái)看，微觀粒子的波函數(shù)具有兩個(gè)維度的涵義：第一，波函數(shù)包含了微觀粒子的全部狀態(tài)特征信息，操作波函數(shù)的過程就是對(duì)微觀粒子的現(xiàn)有狀態(tài)和固有屬性的認(rèn)識(shí)過程；第二，操作波函數(shù)時(shí)，不同波函數(shù)所表征出來(lái)的特性有所區(qū)別，只有對(duì)波函數(shù)進(jìn)行多次操作，才能得到微觀粒子的全部特征。

大量的實(shí)驗(yàn)研究表明，任何實(shí)在本體都具備兩種基本屬性：本體客觀存在的直接屬性和基于或然存在的間接屬性[5]。這兩種基本屬性共同構(gòu)成實(shí)在本體的特征，可通過波函數(shù)進(jìn)行表述。同樣地，復(fù)合系統(tǒng)通過糾纏關(guān)聯(lián)建立系統(tǒng)的整體特征，用復(fù)合系統(tǒng)的波函數(shù)來(lái)描述。對(duì)于完全獨(dú)立的多個(gè)實(shí)在本體所組成的復(fù)合系統(tǒng)，可以通過波函數(shù)來(lái)表征每個(gè)實(shí)在的屬性。當(dāng)對(duì)復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行某種操作后，系統(tǒng)不能將每個(gè)實(shí)在的屬性孤立地表征出來(lái)，此時(shí)復(fù)合系統(tǒng)的整體特征通過糾纏的實(shí)在間的關(guān)聯(lián)作用來(lái)表征。對(duì)糾纏系統(tǒng)某個(gè)子系統(tǒng)的操作會(huì)使得其他子系統(tǒng)的特征發(fā)生變化，表明量子糾纏是一個(gè)由本體屬性過渡到整體特征的認(rèn)識(shí)過程。

二、量子糾纏的特征關(guān)聯(lián)

量子信息理論的本質(zhì)屬于哲學(xué)范疇[6]，對(duì)量子糾纏的認(rèn)識(shí)，不光要對(duì)實(shí)在本體產(chǎn)生全新的認(rèn)識(shí)，也要對(duì)實(shí)在個(gè)體到整體關(guān)聯(lián)運(yùn)用新的研究思路。

量子糾纏的關(guān)聯(lián)特性凸顯了復(fù)合系統(tǒng)中原獨(dú)立實(shí)在之間的相互作用關(guān)系。狄拉克曾在1931年斷言存在理論上的“磁單極子”[7]，但至今仍未找到足夠的實(shí)證。由單極子組成的磁體所體現(xiàn)的實(shí)在，對(duì)“磁單極子”本體的認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于由單極子組成的磁體實(shí)在的整體特征的認(rèn)識(shí)。也就是說(shuō)，量子糾纏在整體表象與特征關(guān)聯(lián)的關(guān)系上，一方面揭示了實(shí)在本體的關(guān)聯(lián)與內(nèi)在的依存關(guān)系，另一方面體現(xiàn)了本體的固有屬性。

為了量測(cè)相互糾纏的實(shí)在之間的關(guān)聯(lián)程度，由此出現(xiàn)了糾纏度的概念[8]。從認(rèn)識(shí)論來(lái)看，它界定了局域空間的有限性，不同的實(shí)在本體在多個(gè)空間形成糾纏關(guān)聯(lián)，從而構(gòu)建我們的世界觀。相互糾纏的實(shí)在之間的糾纏度越大，則邊界越模糊，局域越稀疏，實(shí)在特征屬性的描繪就越復(fù)雜；反之，糾纏度越小，則邊界越明確，局域越緊促，實(shí)在特征描繪越簡(jiǎn)單。量子糾纏是非局域的，是客觀實(shí)在之間主體介入的間接存在。每個(gè)實(shí)在本體包含特征信息，利用糾纏操作實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。所以說(shuō)，量子糾纏擁有識(shí)別和存儲(chǔ)實(shí)在本體的特性，體現(xiàn)了對(duì)整體關(guān)聯(lián)的認(rèn)識(shí)，代表了統(tǒng)一認(rèn)識(shí)論觀點(diǎn)的形成過程，是哲學(xué)理論在量子信息科技領(lǐng)域的拓展和延伸。

量子糾纏關(guān)聯(lián)是客觀實(shí)體最本質(zhì)的特征，通過這種關(guān)聯(lián)，搭建了實(shí)在本體與主觀存在之間的關(guān)系。從理論技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，如果缺少了量子糾纏關(guān)聯(lián)的研究，那么量子通信只會(huì)是現(xiàn)代信息理論技術(shù)的簡(jiǎn)單發(fā)展。量子糾纏的構(gòu)建機(jī)制與特征關(guān)聯(lián)的研究，向人們展現(xiàn)了經(jīng)典力學(xué)無(wú)法描繪的圖景，表明微觀粒子不存在孤立的特征[9]。深入探究量子糾纏的認(rèn)識(shí)論，挖掘新的認(rèn)知方法，對(duì)人類認(rèn)知思維的進(jìn)步具有深刻的意義。

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第7篇：量子計(jì)算意義范文

【關(guān)鍵詞】 生物微磁場(chǎng)檢測(cè);量子共振;胰腺;胰島素自身抗體

【Abstract】 Objective To evaluate the effect of the quantum resonance in screening the pancreas diseases and prediabetes.Methods The TJQQ-Ⅲ quantum resonance instrument was used to detect in 2 428 people receiving physical examination.Measurement Indicators included pancreas and its related markers as well as fasting blood glucose,postprandial blood glucose,blood lipids etc.The results were analyzed by statistical method.Results Of 2 428 subjects,437 had abnormal pancreas related markers,accounting for 18.0%.About 419 cases(95.9%)had abnormal insulin autoantibodies,predominantly in antiinsulin receptor autoantibody and anti-insulin receptor antibody(95.0%).These abnormal values were significantly positively associated with high level of blood glucose(r=0.998,P

【Key words】 Bio-magnetic field method;Quantum resonance;Pancreas;Insulin autoantibody

我們使用生物微磁場(chǎng)檢測(cè)(量子共振)技術(shù)對(duì)2 428例體檢人員的胰腺指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)篩查,對(duì)該指標(biāo)在人群中的檢測(cè)值和所反映的信息加以分析,現(xiàn)報(bào)告如下。

1對(duì)象與方法

1.1研究人群選擇2007-05―2008-11健康體檢人員

2 428例,男1 807例,女621例;年齡21～84歲,平均(45.64±25.77)歲。以往診有糖尿病者131例,其中:2型糖尿病127例,1型糖尿病2例,高糖血癥2例。有糖尿病家族史者117例,1 332例明確沒有家族史,979例不清楚。體檢查空腹血糖、三酰甘油、膽固醇。胰腺量化值異常者加做餐后血糖。

1.2儀器使用重慶天基權(quán)量子醫(yī)學(xué)發(fā)展研究院研發(fā)的TJQQ-Ⅲ型量子共振檢測(cè)儀,操作人員經(jīng)充分培訓(xùn)和實(shí)踐,異常值需2人檢測(cè)一致。

1.3檢測(cè)指標(biāo)選擇胰腺為一級(jí)篩查;異常值者選胰腺炎、胰腺癌、胰腺自身抗體等為二級(jí)篩查;自身抗體異常者進(jìn)行糖尿病值篩查。正常值:-4～-6,>-4為增高值,

1.4檢測(cè)方法檢測(cè)前應(yīng)告知受檢者去除手機(jī)、手表、磁卡、鑰匙、項(xiàng)鏈等金屬及有電磁波物體。對(duì)安有起搏器者、孕婦、體內(nèi)有金屬遺留物者,可使用間接法。應(yīng)在放射檢查之前做量子共振檢查,以免放射檢查后磁場(chǎng)變化,影響檢測(cè)。

1.4.1直接法患者安靜、情緒放松,手握量子棒(傳感器)即可。操作人員先儀器校點(diǎn),調(diào)出所檢項(xiàng)目,進(jìn)行檢測(cè)。每項(xiàng)測(cè)值重復(fù)2～3遍,所測(cè)值穩(wěn)定即可。

1.4.2間接法可用頭發(fā)、尿液檢測(cè),將標(biāo)本置于檢測(cè)板上,調(diào)出所檢項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)即可。

1.5統(tǒng)計(jì)方法所有檢測(cè)指標(biāo)量化值機(jī)上統(tǒng)計(jì)欄轉(zhuǎn)存SPSS 10.0,計(jì)算均值、標(biāo)準(zhǔn)差;t檢驗(yàn)及相關(guān)分析。

2結(jié)果

2.1一般情況2 428例受檢者胰腺量化值正常1 991例占82.0%;異常值者437例占18.0%。除去胰腺炎15例、胰腺腫瘤3例,余419例均為胰腺自身抗體異常表達(dá)(表1),平均年齡(43.4±7.5)歲。

3討論

量子共振檢測(cè)又稱生物微磁場(chǎng)檢測(cè),是將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)磁波譜送出,與人體中相應(yīng)的生物磁波譜對(duì)碼(如:胰腺組織的標(biāo)準(zhǔn)磁波譜與受檢者體內(nèi)該磁波譜比較),相同的波譜產(chǎn)生共振,機(jī)器發(fā)出共鳴音并計(jì)算概率,顯示量化值[1]。由于其檢測(cè)是在細(xì)胞水平上,故而發(fā)病初始即能顯示異常。隨負(fù)值的增大,異常越明顯,疾病的發(fā)生率越大,量化值可反映健康到疾病的數(shù)字化量化過程[2]。因此該指標(biāo)的異常往往早于臨床癥狀的出現(xiàn)及早于血液指標(biāo)的異常。是目前國(guó)際上較流行的預(yù)防醫(yī)學(xué)的篩查工具[3]。它可在常規(guī)檢查血糖正常的人群中,發(fā)現(xiàn)人體胰腺指標(biāo)異常;通過對(duì)胰腺指標(biāo)進(jìn)一步篩查,可鑒別出胰腺炎、胰腺癌和反映胰島素抵抗、與糖尿病有關(guān)的自身抗體,如:抗胰島素自身抗體、抗胰島素受體抗體、胰島細(xì)胞抗體等的異常表達(dá)。

雖然量子在胰腺檢查中能很快篩查出胰腺炎、胰腺腫瘤等情況,其診斷仍要臨床依據(jù)。本文重點(diǎn)對(duì)人群中早期胰島素抵抗患者即糖尿病高危人群的篩查。尤其對(duì)老年前期人群。發(fā)現(xiàn)胰腺指標(biāo)異常中,胰島素自身抗體異常占大多數(shù)(95.9%),其中抗胰島素自身抗體和抗胰島素受體抗體異常者占95.0%。隨量化值負(fù)數(shù)的加大,患糖尿病的發(fā)生率增加,兩者呈正相關(guān)(r=0.998,P

胰腺自身抗體的血清學(xué)檢查因?qū)嶒?yàn)室條件及血液中存在時(shí)間短、滴定度低而不易測(cè)出,臨床上常用其代謝產(chǎn)物如谷氨酸脫羧酶抗體(GAD-Ab)檢測(cè)。臨床意義認(rèn)為可用于糖尿病診斷的分類[4-7]量子共振檢測(cè)的微磁場(chǎng)變化,是機(jī)體整體變化(包括血液、組織液、細(xì)胞內(nèi)液等),故而敏感性較高。在本組糖尿病人中幾乎均有不同程度的異常值存在,而且糖尿病的病情與自身抗體異常程度一致;這些自身抗體的意義不僅是區(qū)分糖尿病的類型,也反映了病人免疫功能的異常及機(jī)體對(duì)胰島素的不敏感和/或效力減低。

由于該階段的異常指標(biāo)可受多種因素的影響,其發(fā)展趨勢(shì)會(huì)有所不同。一般可演變?yōu)?一是不良刺激反復(fù)作用,疾病從無(wú)癥狀到有癥狀,至臨床階段或慢性病階段;二是通過調(diào)理或相應(yīng)的干預(yù)措施,可轉(zhuǎn)為正常;三是停留在某階段呈蟄伏狀。因此對(duì)異常指標(biāo)患者做針對(duì)性的預(yù)防措施,做到疾病的早發(fā)現(xiàn)、早治療、早預(yù)防,對(duì)減少疾病及慢性并發(fā)癥的進(jìn)一步發(fā)生發(fā)展有重要意義。

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第8篇：量子計(jì)算意義范文

量子通信是量子力學(xué)和經(jīng)典通信相結(jié)合的產(chǎn)物，其安全性由海森堡測(cè)不準(zhǔn)定理和不可克隆原理所保障，具有經(jīng)典通信無(wú)法比擬的無(wú)條件安全性及對(duì)竊聽的可檢測(cè)性。電力系統(tǒng)通信專網(wǎng)，建立了“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證”的網(wǎng)絡(luò)與信息安全防御體系，但安全措施主要側(cè)重于業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)安全層面，在底層安全策略和適應(yīng)未來(lái)發(fā)展方面存在局限性。由于電力數(shù)據(jù)對(duì)通信安全要求的特殊性，量子通信極有可能是確保電力通信安全的極佳選擇。綜上，開展量子保密通信技術(shù)研究非常有意義。本文首先對(duì)量子通信技術(shù)進(jìn)行概述，接著闡述了國(guó)內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀；最后，根據(jù)電力通信業(yè)務(wù)需求，分析量子通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景。

2量子通信技術(shù)概述

量子通信，廣義上是指把量子態(tài)的傳遞，包括：量子密集編碼、量子密鑰分發(fā)和量子隱形傳態(tài)。其中，量子密集編碼用于量子計(jì)算機(jī)。量子密鑰分發(fā)，在傳送量子態(tài)的過程中，光子會(huì)經(jīng)由光纖或自由空間被實(shí)際傳送到接收方；量子隱形傳態(tài)，糾纏光子對(duì)分處兩地，量子態(tài)在一處消失后，在另一處被巧妙地重現(xiàn)，而光子本身卻不被傳送。量子通信，狹義上理解，是量子密鑰分配或基于量子密鑰分配的安全保密通信。量子密鑰分發(fā)只是負(fù)責(zé)產(chǎn)生和分發(fā)通信需要的密鑰，最終的的數(shù)據(jù)信息經(jīng)由加密生成的密文，還是必須經(jīng)過經(jīng)典信道進(jìn)行傳輸。在量子隱形傳態(tài)中，同樣也要用經(jīng)典信道將測(cè)量的信息傳送出去，經(jīng)典信息與量子信息聯(lián)合起來(lái)才能實(shí)現(xiàn)量子隱形傳態(tài)。因此，量子通信技術(shù)除了在竊聽檢測(cè)和通信保密方面具有優(yōu)勢(shì)以外，并不能突破經(jīng)典通信系統(tǒng)在通信速率、距離、抗干擾性能等方面的極限。

3量子通信技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

量子通信具有高效率和絕對(duì)安全等特點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用前景吸引眾多國(guó)家投入人力物力。美國(guó)、日本、歐洲多國(guó)都成立了專門開展量子技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)，此外，IBM、HP、NEC、NTT等企業(yè)也紛紛加入到量子通信的研究之中。國(guó)外量子密鑰分配技術(shù)專利統(tǒng)計(jì)顯示，公司、企業(yè)申請(qǐng)的專利數(shù)占主導(dǎo)地位，科研院所其次，可以看出量子密鑰分配技術(shù)具有潛在的商業(yè)化價(jià)值和應(yīng)用空間。1984年，BennetC.H.和BrassardG.提出第一個(gè)量子密鑰分發(fā)協(xié)議（BB84協(xié)議），揭開了量子密鑰分發(fā)研究的序幕。1993年，英國(guó)國(guó)防部研究局在傳輸長(zhǎng)度為10km的光纖中實(shí)現(xiàn)了基于BB84方案的相位編碼量子密鑰分發(fā)。1997年，奧地利的A.Zeilinger小組在室內(nèi)首次完成量子態(tài)隱形傳送的原理性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2001年，瑞士IDQuantique公司推出商用量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)。2004年，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的Gisin小組推出的“Plug&Play”光纖量子密鑰協(xié)商系統(tǒng)光纖長(zhǎng)度提高到67km，成為世界上首個(gè)商用的QKD系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)，量子通信研究同樣受到相關(guān)部門的大力支持。郭光燦小組：2004年，實(shí)現(xiàn)北京-天津125km光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的量子密鑰分發(fā)；2007年，實(shí)現(xiàn)了基于波分復(fù)用的四用戶量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，通信距離達(dá)到42.6km；2009年，在安徽蕪湖建成世界首個(gè)“量子政務(wù)網(wǎng)”。2005年，潘建偉小組在世界上首次實(shí)現(xiàn)13km自由空間的糾纏分發(fā)和量子密鑰產(chǎn)生；2008年，實(shí)現(xiàn)了三用戶的誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)；2009年9月，世界上首個(gè)全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)建成，首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)語(yǔ)音量子保密通信。最近幾十年，量子通信從理論到實(shí)驗(yàn)，再到實(shí)用化突破，發(fā)展迅速。

4量子通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景

電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)企業(yè)信息化程度日益提高，電網(wǎng)面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)更多、更大，迫切需要研究新的通信技術(shù)，將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)來(lái)。量子通信技術(shù)具備高效率和絕對(duì)安全的優(yōu)勢(shì)，將可能成為保護(hù)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的極佳選擇。而且，在我國(guó)相關(guān)的研究和實(shí)用化工作也走在世界前列，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，探索量子通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常有意義和前瞻性的工作。結(jié)合目前電力通信系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)狀，量子通信技術(shù)可以在以下方面開展應(yīng)用研究：

4.1構(gòu)建量子加密異地備份數(shù)據(jù)傳輸鏈路目前，各網(wǎng)省公司已大力開展備用調(diào)度系統(tǒng)和信息容災(zāi)體系的建設(shè)，并相繼成立了異地?cái)?shù)據(jù)容災(zāi)中心。為確保數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)保密傳輸，一個(gè)安全的加密系統(tǒng)是必需的。量子保密通信的安全性不是基于計(jì)算的復(fù)雜性，在信息保護(hù)和保密通信方面具有天然的優(yōu)勢(shì)。使用量子密鑰分發(fā)鏈路，在主、備數(shù)據(jù)中心間進(jìn)行密鑰分發(fā)和交換，能夠構(gòu)建高效、安全的異地?cái)?shù)據(jù)備份傳輸通道。

4.2構(gòu)建核心加密通信網(wǎng)電力企業(yè)的電腦被攻擊，可能引發(fā)用電行業(yè)的癱瘓，造成社會(huì)大面積混亂。傳統(tǒng)的防火墻和信息過濾技術(shù)無(wú)法從根本上解決“黑客”攻擊的問題，隨著量子通信距離和多用戶量子通信技術(shù)的突破，利用量子通信技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)省地重要調(diào)度機(jī)構(gòu)加密通信網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)上任意兩用戶間實(shí)現(xiàn)量子密鑰的加密通信，將能保證營(yíng)銷、市場(chǎng)、辦公等重要業(yè)務(wù)的安全性。

4.3構(gòu)建點(diǎn)對(duì)點(diǎn)量子加密保護(hù)通道線路保護(hù)、安穩(wěn)屬于電力生產(chǎn)一區(qū)的重要業(yè)務(wù)，對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和安全性要求非常高?，F(xiàn)采用的專用光纖、復(fù)用2M通道方式能保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，卻無(wú)法保證絕對(duì)安全性。隨著量子通信的快速發(fā)展，兩點(diǎn)間的量子通信技術(shù)趨于成熟，兩方量子密鑰分發(fā)通信距離已經(jīng)能夠達(dá)到幾十公里~百公里級(jí)。量子密鑰分發(fā)技術(shù)，使用光量子作為保護(hù)、安穩(wěn)信息的載體，將能極大地保障業(yè)務(wù)的安全性。

4.4構(gòu)建加密量子交換網(wǎng)絡(luò)電話業(yè)務(wù)是生產(chǎn)指令上傳下達(dá)的關(guān)鍵工具，是電網(wǎng)安全正常運(yùn)行的重要通信保障，目前主要采用PCM或交換機(jī)放號(hào)的方式，在承載網(wǎng)層面未進(jìn)行安全保證。使用量子交換機(jī)實(shí)現(xiàn)經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)的交換控制與量子交換網(wǎng)絡(luò)的控制，可以構(gòu)建高安全的量子交換網(wǎng)絡(luò)，防止電話遭竊聽和惡意攻擊。

4.5應(yīng)急量子通信當(dāng)出現(xiàn)冰災(zāi)、地震、洪水等自然災(zāi)害，光纜、傳輸設(shè)備等電力通信基礎(chǔ)設(shè)施受到大面積破壞時(shí)，現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓，無(wú)法進(jìn)行有效的應(yīng)急搶修通信。目前，量子隱形傳態(tài)技術(shù)已經(jīng)獲得16km的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，隨著關(guān)鍵量子器件技術(shù)的成熟，隱形傳態(tài)將進(jìn)入應(yīng)用階段。利用隱形傳態(tài)技術(shù)，構(gòu)建應(yīng)急環(huán)境下的量子衛(wèi)星通信系統(tǒng)，將對(duì)未來(lái)的應(yīng)急搶修提供重要幫助。

5總結(jié)

第9篇：量子計(jì)算意義范文

在電子技術(shù)中應(yīng)運(yùn)中，近似計(jì)算貫穿其始終。然而，沒有近似計(jì)算是不可想象的。而精確計(jì)算在電子技術(shù)中往往行不通，也沒有其必要。盡管近似計(jì)算會(huì)引入一定的誤差，但這個(gè)誤差控制得好，不會(huì)對(duì)分析其它電路產(chǎn)生大的影響。所以關(guān)鍵在于我們?nèi)绾握莆?，特別是如何應(yīng)用近似計(jì)算。

在工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中的應(yīng)用要進(jìn)行靜態(tài)分析，就必須求出三極管的基電壓，必須忽略三極管靜態(tài)基極電流。這樣，我們得到三極管的基射電子的相關(guān)過程及結(jié)論。

二、納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問題

由于納米器件的特征尺寸處于納米量級(jí)，因此，其機(jī)理和現(xiàn)有的電子元件截然不同，理論方面有許多量子現(xiàn)象和相關(guān)問題需要解決，如電子在勢(shì)阱中的隧穿過程、非彈性散射效應(yīng)機(jī)理等。盡管如此，納米電子學(xué)中急需解決的關(guān)鍵問題主要還在于納米電子器件與納米電子電路相關(guān)的納米電子技術(shù)方面，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）納米Si基量子異質(zhì)結(jié)加工

要繼續(xù)把現(xiàn)有的硅基電子器件縮小到納米尺度，最直截了當(dāng)?shù)姆椒ㄊ遣捎猛庋?、光刻等技術(shù)制造新一代的類似層狀蛋糕的納米半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。其中，不同層通常是由不同勢(shì)能的半導(dǎo)體材料制成的，構(gòu)建成納米尺度的量子勢(shì)阱，這種結(jié)構(gòu)稱作“半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)”。

（2）分子晶體管和導(dǎo)線組裝納米器件即使知道如何制造分子晶體管和分子導(dǎo)線，但把這些元件組裝成一個(gè)可以運(yùn)轉(zhuǎn)的邏輯結(jié)構(gòu)仍是一個(gè)非常棘手的難題。一種可能的途徑是利用掃描隧道顯微鏡把分子元件排列在一個(gè)平面上；另一種組裝較大電子器件的可能途徑是通過陣列的自組裝。盡管，PurdueUniversity等研究機(jī)構(gòu)在這個(gè)方向上取得了可喜的進(jìn)展，但該技術(shù)何時(shí)能夠走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用，仍無(wú)法斷言。

（3）超高密度量子效應(yīng)存儲(chǔ)器

超高密度存儲(chǔ)量子效應(yīng)的電子“芯片”是未來(lái)納米計(jì)算機(jī)的主要部件，它可以為具備快速存取能力但沒有可動(dòng)機(jī)械部件的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)提供海量存儲(chǔ)手段。但是，有了制造納米電子邏輯器件的能力后，如何用這種器件組裝成超高密度存儲(chǔ)的量子效應(yīng)存儲(chǔ)器陣列或芯片同樣給納米電子學(xué)研究者提出了新的挑戰(zhàn)。

（4）納米計(jì)算機(jī)的“互連問題”

一臺(tái)由數(shù)萬(wàn)億的納米電子元件以前所未有的密集度組裝成納米計(jì)算機(jī)注定需要巧妙的結(jié)構(gòu)及合理整體布局，而整體結(jié)構(gòu)問題中首當(dāng)其沖需要解決的就是所謂的“互連問題”。換句話說(shuō)，就是計(jì)算結(jié)構(gòu)中信息的輸入、輸出問題。納米計(jì)算機(jī)要把海量信息存儲(chǔ)在一個(gè)很小的空間內(nèi)，并極快地使用和產(chǎn)生信息，需要有特殊的結(jié)構(gòu)來(lái)控制和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)的諸多元件，而納米計(jì)算元件之間、計(jì)算元件與外部環(huán)境之間需要有大量的連接。就現(xiàn)有傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的微型化而言，由于電線之間要相互隔開以避免過熱或“串線”，這樣就有一些幾何學(xué)上的考慮和限制，連接的數(shù)量不可能無(wú)限制地增加。因此，納米計(jì)算機(jī)導(dǎo)線間的量子隧穿效應(yīng)和導(dǎo)線與納米電子器件之間的“連接”問題急需解決。

（5）納米/分子電子器件制備、操縱、設(shè)計(jì)、性能分析模擬環(huán)境

當(dāng)前，分子力學(xué)、量子力學(xué)、多尺度計(jì)算、計(jì)算機(jī)并行技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已取得快速發(fā)展，利用這些技術(shù)建立一個(gè)能夠完成納米電子器件制備、操縱、設(shè)計(jì)與性能分析的模擬虛擬環(huán)境，并使納米技術(shù)研究人員獲得虛擬的體驗(yàn)已成為可能。但由于現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的速度、分子力學(xué)與量子力學(xué)算法的效率等問題，目前建立這種迅速、敏感、精細(xì)的量子模擬虛擬環(huán)境還存在巨大困難。

三、交互式電子技術(shù)手冊(cè)

交互式電子技術(shù)手冊(cè)經(jīng)歷了5個(gè)發(fā)展階段，根據(jù)美國(guó)國(guó)防部的定義：加注索引的掃描頁(yè)圖、滾動(dòng)文檔式電子技術(shù)手冊(cè)、線性結(jié)構(gòu)電子技術(shù)手冊(cè)、基于數(shù)據(jù)庫(kù)的電子技術(shù)手冊(cè)和集成電子技術(shù)手冊(cè)。目前真正意義上的集成了人工智能、故障診斷的第5類集成電子技術(shù)手冊(cè)并不存在，大多數(shù)電子技術(shù)手冊(cè)基本上位于第4類及其以下的水平。需要聲明的是，各類電子技術(shù)手冊(cè)雖然代表不同的發(fā)展階段，但是各有優(yōu)點(diǎn)，較低級(jí)別的電子技術(shù)手冊(cè)目前仍然有著各自的應(yīng)用價(jià)值。由于類以上的電子技術(shù)手冊(cè)在信息的組織、管理、傳遞、獲取方面具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。

簡(jiǎn)單的說(shuō)，電子技術(shù)手冊(cè)就是技術(shù)手冊(cè)的數(shù)字化。為了獲取信息的方便，數(shù)字化后的數(shù)據(jù)需要一個(gè)良好的組織管理和提供給用戶的形式，電子技術(shù)手冊(cè)的發(fā)展就是圍繞這一過程來(lái)進(jìn)行的。

四、電子技術(shù)在時(shí)間與頻率標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用

時(shí)間和頻率是描述同一周期現(xiàn)象的兩個(gè)參數(shù)，可由時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出頻率標(biāo)準(zhǔn)，兩者可共用的一個(gè)基準(zhǔn)。

1952年國(guó)際天文協(xié)會(huì)定義的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)是基于地球自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期而建立的，分別稱為世界時(shí)（UT）和歷書時(shí)（ET）。這種基于天文方面的宏觀計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備龐大，操作麻煩，精度僅達(dá)10-9。隨著電子技術(shù)與微波光譜學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)生了量子電子學(xué)、激光等新技術(shù)，由此出現(xiàn)了一種新穎的頻率標(biāo)準(zhǔn)——量子頻率標(biāo)準(zhǔn)。這種頻率標(biāo)準(zhǔn)是利用原子能級(jí)躍遷時(shí)所輻射的電磁波頻率作為頻率標(biāo)準(zhǔn)。目前世界各國(guó)相繼作成各種量子頻率標(biāo)準(zhǔn)，如（133Cs）頻標(biāo)、銣原子頻標(biāo)、氫原子作成的氫脈澤頻標(biāo)、甲烷飽和以及吸收氦氖激光頻標(biāo)等等。這樣做后，將過去基于宏觀的天體運(yùn)動(dòng)的計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，改變成微觀的原子本身結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間基準(zhǔn)。這一方面使設(shè)備大為簡(jiǎn)化，體積、重量大減小；另一方面使頻率標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定度大為提高（可達(dá)10-12—10-14量級(jí)，即30萬(wàn)年——300萬(wàn)年差1秒）。1967年第13屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)正式通過決議，規(guī)定：“一秒等于133Cs原子基態(tài)兩超精細(xì)能級(jí)躍遷的9192631770個(gè)周期所持續(xù)的時(shí)間”。該時(shí)間基準(zhǔn)，發(fā)展了高精度的測(cè)頻技術(shù)，大大有助于宇宙航行和空間探索，加速了現(xiàn)代微波技術(shù)和雷達(dá)、激光技術(shù)等的發(fā)展。而激光技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展又為長(zhǎng)度計(jì)量提供了新的測(cè)試手段。

總之，在探討了近似計(jì)算在靜態(tài)分析中的應(yīng)用問題、納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問題和交互式電子技術(shù)應(yīng)用手冊(cè)后，廣大科技工作者對(duì)電子技術(shù)在時(shí)間與頻率標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用知識(shí)的初步了解和認(rèn)識(shí)。在當(dāng)代高科技產(chǎn)業(yè)日漸繁榮，尖端信息普遍進(jìn)入我們生活之中的同時(shí)，國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和和諧社會(huì)的構(gòu)建離不開我們科技工作者對(duì)新理論的學(xué)習(xí)和新技術(shù)的應(yīng)用，因此說(shuō)，本文具有深刻的理論意義和廣泛的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值是不足為虛的。

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