迎接量子計算時代

我們正身處一個技術革 命時期。由于工藝的靈敏性和精確性飛速發(fā)展，制造技術正在走向物理基本定律所允許的極限。量子力學這是物理學的一個分支，它描述的是微觀世界的基本原理。當機器元件小到原子尺度的時候，量子力學就變得越來越重要。量子力學以古怪聞名：如一個電子在任意給定時刻都可處在幾種可能位置當中的任何一個位置。

量子力學的古怪特性給量子技術帶來了難題。特別是，量子裝置往往比普通尺度的裝置對聲音更為敏感。但量子力學的古怪特性也帶來了機會：量子計算機能解決普通計算機所不能解決的問題；量子密碼技術能提供可破解的安全通信；而量子系統(tǒng)對聲音的敏感性正好能夠用于制造更強大的傳感器和探測器。

在過去的十來年中，量子機械工程師們想方設法利用了量子力學的一些古怪特性。電子位置的不確定性對計算機的制造意義重大。傳統(tǒng)數(shù)字計算機的工作原理是把信息分拆到其最小單位——比特，然后一次傳輸一兩個比特。一個比特可代表兩種不同的狀態(tài)，傳統(tǒng)上我們稱之為0和1。在電子計算機中， 一個比特用大量電子來代表：這里的10億個電子來代表1，那里的10億個電子代表0。而在量子計算機中，只需用一個電子就可以標明一個比特：這里的一個電子表示1，那里的一個電子表示0。

到目前為止一切順利：量子計算機用一個電子而不是幾十億個電子來表示一個比特。但根據(jù)量子力學原理，一個電子不一定非得在“這里”或“那里”：它可以既在這里也在那里！在古怪的量子意義上，這個電子同時代表“1”和“0”。能夠同時表示兩種情況的能力聽起來非常奇怪，與我們的直覺不符。但這些量子比特擁有一些傳統(tǒng)比特所沒有的能力。建立在這種能力上的量子計算機的運算能力是傳統(tǒng)計算機所無法企及的。例如，一臺只有幾千量子比特的相對較小的量子計算機能夠破譯現(xiàn)存的所有公用密鑰的密碼系統(tǒng)（公共密鑰的密碼系統(tǒng)保證網(wǎng)上銀行和信用卡交易信息的安全）。

那些想保護他們密碼的人還算幸運，目前還只出現(xiàn)容量不到10比特的量子計算機，暫時還未對電子商務構成威脅。但量子計算機的規(guī)模正在迅速擴大，再過一二十年，量子計算機可能真的會成為一種破壞信息交換安全的技術。還好，量子力學雖然對通信安全構成了威脅，它同時也提供了一個檢測信息交換是否安全的辦法。量子密碼技術的原理是海森堡測不準原理中所包含的一個特性，即當有人對一個量子系統(tǒng)進行“偷窺”時，他同時也會破壞這個量子系統(tǒng)。

量子力學的古怪特性為新技術的開發(fā)帶來了廣闊前景。許多技術——如激光、晶體管、電子顯微鏡等——已經(jīng)在社會上造成巨大的影響。另一些技術——如量子計算機和量子密碼技術——則正在造成影響。量子的古怪特性還會帶來些什么樣的影響呢？這是留給下一代量子機械工程師們的問題。

10、以下對本文內(nèi)容表述正確的一項是：（ ）（3分）

A、量子力學的古怪特性給量子技術帶來的難題是量子裝置比普通尺度的裝置對聲音更為敏感。

B、量子計算機具有電子位置的不確定的特性。

C、一個比特可代表數(shù)學中0和1兩個不同的數(shù)字。

D、量子計算機暫時還未對電子商務構成威脅的原因在于容量太小。

11、簡析上文最主要的說明方法及其作用：___________________________

_______________________________________ 。（4分）

參考答案：

10.（3分）D

11.（4分）作比較，說明量子計算機的運算能力是傳統(tǒng)計算機所無法企及的，利用量子力學的古怪特性的量子計算機為新技術的開發(fā)帶來了廣闊前景。（意思對即可）

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