新型计算机资料

1、共二十九页01量子(lingz)计算机02生物(shngw)计算机共二十九页量子(lingz)计算机量子计算机是一类遵循量子力学规律进行(jnxng)高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。共二十九页010203同时(tngsh)完成处理数据微型化集成化自动(zdng)回避 故障与经典计算机相比的三大优点共二十九页量子计算机为什么会有这么大的威力呢？其根本原因在于构成量子计算机的基本单元量子比特（q-bit），它具有奇妙(qmio)的性质，这种性质必须用量子力学来解释，因此称为量子特性。为了更好地理解什么是量子比

2、特，让我们看看经典计算机的比特与量子计算机的量子比特有什么不同。量子比特是由量子态相干叠加而成.我们就采用有两个能级的原子来做量子计算机的q-bit。量子(lingz)计算机的工作原理共二十九页量子(lingz)计算机的里程碑首台(shu ti)商用量子计算机.首台编程通用量子计算机首次实现线性方程组量子算法共二十九页2007年初，加拿大公司D-Wave Systems今天揭开了“全球第一台商用实用型量子计算机”的神秘面纱，展示(zhnsh)了这台新型计算机“Orion”如何运行商用程序，及其在解决特定问题上相比传统电子计算机的巨大优势。D-Wave称，这一系统可以在今后加入更多的量子位，计划

3、在2013年底达到32个，2014年底增至1024个，计算能力则会呈指数级增长。共二十九页共二十九页这台可编程量子计算机的核心部件是一个(y )标有金黄图案的铝晶片，其中包含了一个(y )直径大约200微米的微型电磁圈。由于量子比特可能产生多种操作可能，因此科学家们在实验中随机选取了160可能操作进行了演示，来验证处理器的通用性。每次操作都用31个不同的量子逻辑门去将2个量子比特编码至一个激光脉冲中。共二十九页2013年6月8日，由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息(xnx)团队的陆朝阳、刘乃乐研究小组，在国际上首次成功实现了用量子计算机求解线性方程组的实验。共二十九页量子(l

4、ingz)计算机的最新应用正如大多数人所了解的，量子计算机在密码破解上有着巨大潜力。当今主流的非对称（公钥）加密算法，如RSA加密算法，大多数都是基于大整数的因式分解或者有限域上的离散指数的计算这两个数学难题。他们的破解难度也就依赖于解决这些(zhxi)问题的效率。传统计算机上，要求解这两个数学难题，花费时间为指数时间（即破解时间随着公钥长度的增长以指数级增长），这在实际应用中是无法接受的。而为量子计算机量身定做的秀尔算法可以在多项式时间内（即破解时间随着公钥长度的增长以k次方的速度增长）进行整数因式分解或者离散对数计算，从而为RSA、离散对数加密算法的破解提供可能。NSA加密破解计划共二十九

5、页量子(lingz)计算机的最新应用IBM研究人员完成了四量子位原型电路，为推出真正量子计算机奠定基础。该电路采用四个超低温超导设备构建。这是量子芯片难以构建的技术瓶颈。计算机行业将需要找到一种新的增长方式(fngsh)，来提供芯片性能提升，突破瓶颈。IBM目前把赌注押在量子计算机上，这有可能超越传统计算机，帮助开发新一代的数据分析、机器学习和加密计算方式。共二十九页共二十九页14生 物 计 算 机共二十九页15传 统 计 算 机 的 瓶 颈生物(shngw)计算机 “摩尔定律”失效(sh xio) 芯片测试困难 晶体管增加困难共二十九页16简介 种类原理优缺点发展进程及前景共二十九页17仿

6、生生物(shngw)计算机 也称仿生计算机，是以蛋白质分子为原材料，并以此作为生物芯片来替代半导体硅片，利用有机化合物存储数据。有巨大抗干扰能力和存储能力，并能模仿人脑的一种(y zhn)新型计算机共二十九页共二十九页1902仿生算法(sun f)以生物(shngw)智能为基础。种类01生物分子超分子芯片03自动机模型立足于传统计算机模式，“生物化学电路” 即属于此。 以自动理论为基础。在非数值计算、模拟、识别方面有极大的潜力。共二十九页20 05 细胞(xbo) 计算机 04 生物化学 反应(fnyng)算法 06 生物 计算机种类立足于可控的生物化学反应或反应系统。DNA计算机属于此类。采

7、用系统遗传学原理、合成生物技术。可以做复杂的计算与信息处理，细胞计算机又称为湿计算机，目前的计算机是干计算机共二十九页21原理(yunl)与传统电子计算机以“0”和“1”来代表信息不同，在DNA计算机中，信息将以分子代码(di m)的形式排列于DNA上，特定的酶可充当“软件”来完成所需的各种信息处理工作共二十九页2202030405 永久性与可靠性 存储(cn ch)与并行处理 发热与信号(xnho)干扰 数据错误率 优 点01 体积小,功效高 共二十九页23abc构造的现实性及计算(j sun)潜力运算过程(guchng)中的错误问题人机界面缺 点 共二十九页发展(fzhn)进程1983年，

8、美国公布了研制生物计算机的设想之后，立即激起了包括美国在内的日本、德国和俄罗斯的科学家正在积极开展生物芯片的开发研究，发达国家开始(kish)了研制的热潮共二十九页200820072006 发展(fzhn)进程1994年1999年2002年在德国提出分子模块、细胞器、基因群设计(shj)细胞并设计(shj)细胞信号通讯的生物计算机模型，从而拓展了多元细胞计算机与层次的概念。生物计算机研究与开发成为现代合成生物学的重要内容。 中科院曾邦哲提出把遗传信息系统看作基因组智能人工编制基因程序，重新设计细胞内复杂生物分子相互作用网络，使细胞成为人工生命系统并在线公布了人工设计细胞内分子电路系统的概念图从

9、而提出计算机仿生学、基因工程的细胞分子机器的设计与装配研究 。中科院曾邦哲发表系统生物工程的基因组蓝图设计与生物机器装配、生物分子电脑与细胞仿生工程等仿生学与基因工程的整合概念。发表系统生物工程的基因组蓝图设计与生物机器装配、生物分子电脑与细胞仿生工程等仿生学与基因工程的整合概念。 共二十九页发展进程(jnchng)及应用 目前，生物芯片仍处于研制阶段，但在生物元件，特别是在生物传感器的研制方面已取得不少实际成果。这将会促使计算机、电子工程和生物工程这三个学科的专家通力合作，加快研究开发生物芯片。 生物计算机一旦研制成功，可能会在计算机领域内引起一场划时代的革命。 计算机工业在近几十年内飞速发

10、展，其速度令人瞠目。然而目前晶体管的密度已近当前所用技术的理论极限，晶体管计算机能否继续发展下去？所以，人们在不断寻找(xnzho)新的计算机结构。另一方面，人们在研究人工智能的同时，借鉴生物界的各种处理问题的方式，即所谓生物算法，提出了一些生物计算机的模型，部分模型已经解决了一些经典计算机难以解决的问题。 共二十九页27前景(qinjng)及研究方向.一是研制分子计算机，即制造有机(yuj)分子元件去代替目前的半导体逻辑元件和存储元件；另一方面是深入研究人脑的结构、思维规律，再构想生物计算机的结构。 到2020年，运算速度更快的生物将取代硅芯片。共二十九页共二十九页内容摘要01。量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。自动回避 故障。量子比特是由量子态相干叠加而成.我们就采用有两个能级的原子来做量子计算机的q-bit。这台可编程量子计算机的核心部件是一个标有金黄图案(t n)的铝晶片，其中包含了一个直径大