量子計算將走向實用, 10年以後,計算技術將發生根本變革 (圖)

Adoring Grid Computing technology, I googled and edited several aritcles.

網格計算服務:第三代互聯網應用的興起 (ZT)

專家預計，網格計算將在4-5年內成為高性能計算的代名詞，美國甚至有人提出了“網格反恐”;再進一步，10年以後，量子計算將走向實用，計算技術將發生根本變革，比特以及字節(Byte)將被量子比特(qubit)取代。

“網格計算(Grid Computing)是指通過將多台計算機組成網格狀網絡、“模擬實現高性能計算機”的技術。網格計算顧名思義就是指將多個計算機組成網格狀網絡，“模擬實現高性能計算機”的技術。假如有一項業務使用1GHz CPU需要3分鍾的處理時間。如果網絡中有3台安裝了同樣CPU的計算機，我們把這項業務分成3等分，然後分別交給每台計算機進行處理，那麽簡單地計算一下就會知道其處理時間將縮短到1分鍾。這就是網格計算的基本思路。可以說，網格實際上是繼傳統互聯網、Web之後的第三次浪潮，可以稱之為第三代互聯網應用。

由於市場潛力巨大，各國政府和企業都在為爭奪網格的製高點積極行動，競爭的激烈程度絕對不亞於當年在超級電腦上的競爭。 迄今為止，網格計算還沒有正式的標準，但在核心技術上，相關機構與企業已達成共識:由美國阿爾貢國家實驗室與南加州大學信息科學學院ISI合作開發的GlobusToolkit已成為網格計算事實上的標準，包括IBM、微軟、NEC等在內的12家計算機和軟件廠商已宣布將采用GlobusToolkit。作為一種開放架構和開放標準基礎設施，GlobusToolkit提供了構建網格應用所需的很多基本服務，如安全、資源發現、資源管理、數據訪問等。目前所有重大的網格項目都是基於GlobusToolkit提供的協議與服務建設的。

量子計算是從上個實際70年代末開始興起的。人們那時開始研究數字電路可逆的邏輯門。Toffoli給出了一個可逆的門，需要3個比特位。經典的邏輯門一般不可逆，可是量子係統天生是可逆的，於是人們把目光轉向了量子係統。後來1985年David Deutsch提出利用量子係統的物理規律，我們是否可以獲得比Turing機更強的計算能力，我們是否可以用量子計算機完成經典的計算機完成不了的工作？

1994年Shor證明了大數質因子分解以及離散對數(discrete logarithm)問題可以用量子計算機很迅速的解決。1995年Grover給出了在一個沒有實現排序的數據庫中搜索的問題可以通過量子計算機大大的提高速度。這兩個問題對經典計算機來說是非常困難的。1982年，Feynman指出，用經典計算機模擬量子體係很多情況下是非常困難的，那麽用量子計算機應該會改善這個問題。後來許多小組沿著他的想法往下做，發現確實如此。

用量子計算機模擬量子體係不論在科學上還是在技術上都很有價值。在量子計算方麵，1995年D. P. DiVincenzo證明兩個量子比特的量子門是Universal的，這點與經典的計算理論不同。所以後來人們的目光就集中在尋找兩比特量子門上來了。對應於經典的邏輯門，我們也定義了比如SWAP門，NOT門，Phase門等單量子比特門，同時定義了CNOT門，CPHASE門等兩量子比特門。相應的算法以及量子電路的構建都有許多人在做研究。物理學家專注於如何實現這些門操作。

值得一提的是teleportation這個詞來自科幻小說。1997年維也納大學的Zeilinger小組實現了量子隱形傳態。隨著對量子信息研究的深入，1995年Ben Schumacher對應於信息論中的比特給出了量子比特(qubit)的概念。同時也給出了許多相對與經典信息論相對應的概念，如量子信道，糾錯等等。接著對應於信息熵，人們也給出了量子通訊中熵的概念，由此引入了糾纏的度量。對糾纏的研究是目前量子計算與量子信息研究的一個核心。我們知道，不論在量子信息還是量子計算裏麵，糾纏都是一個非常重要的資源。

我國物理所吳令安研究員目前從事量子密碼的研究，已經成功的在相聚一公裏的兩點間傳輸了密碼。國外據說五角大樓和白宮之間也有這麽一條傳輸量子密碼的通道。

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