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量子统计力学2
量子纠缠 上面这些公式对量子纠缠的研究很有用。纠缠跟黑洞热力学和热态的纯态化有关。
53320发布于 2021-08-24 - 来自专栏计算机技术-参与活动
后量子聚合签名；后量子聚合签名和MuSig2区别；量子攻击
目录后量子聚合签名后量子聚合签名简介使用哈希函数实现后量子聚合签名简单举例说明优势后量子聚合签名和MuSig2区别一、定义与背景二、技术特点三、应用场景量子攻击1. 量子攻击的基本原理2. 后量子聚合签名和MuSig2区别一、定义与背景后量子聚合签名：定义：后量子聚合签名是结合了后量子密码学和聚合签名技术的签名方案。 MuSig2：定义：MuSig2是一种多签名方案，它允许多个用户共同生成一个签名，而不需要暴露各自的私钥。背景：MuSig2是在MuSig的基础上改进而来的，旨在提供更高效、更安全的多签名解决方案。 MuSig2：多签名：支持多个用户共同生成一个签名，而不需要暴露各自的私钥。高效性：通过减少通信轮次和计算复杂度，提高了签名的生成和验证效率。 在传统密码学中，密钥的安全性取决于当前计算机技术下的难度，而量子计算机的出现使得这些难度大大降低。2.
89311编辑于 2024-11-22 - 来自专栏量子化学
《量子化学软件基础》习题（2）
计算分子的MP2/cc-pVTZ能量，并在BDF（ORCA）中产生MP2的自然轨道。用软件绘制π轨道和孤对电子轨道。如果无法得到具有孤对轨道特征的轨道，则使用局域HF轨道（Boys 或者PM均可）。 【小编注：HF优化结构仅为练习使用，实际计算中一般用DFT方法】 (2) 产生MP2 自然轨道的输入文件如下。 ① BDF的输入文件： $compass title c2h5n mp2 basis cc-pvtz geometry file=c2h5n.xyz end geometry saorb nosymm MP2时要写入Density和NatOrbs关键词。 由于MP2波函数不是变分的，两种密度是有差别的。弛豫密度考虑了轨道响应，一般用于计算MP2偶极矩、解析导数等。但若将这种密度用于生成自然轨道，会出现轨道占据数超出[0,2]的无物理意义情形。
1.3K20编辑于 2022-12-07 - 来自专栏新智元
从2^N到N^2：量子计算开始助推神经网络！华人学者首次展示量子优势
IBM 量子计算机发展规划 相较于量子计算机硬件的迅猛发展，量子计算软件的发展明显滞后。目前为止，仅有少数的应用展示了量子优势，例如质数分解，随机数生成等。 量子计算具有独天得厚的优势，其可以使用 K 个量子比特表示 2^K 个数据并进行并行计算。但是，如何利用量子计算的特性来实现神经网络，并获得量子优势仍然是一个未知课题。 图 3 QuantumFlow 协同设计框架加入新成员:U-LYR 与 QF-hNet 针对U-LYR的量子设计获得了量子优势，对于输入为 2^N 的数据，相较于传统计算机上需要使用 O(2^ N ) 计算时间复杂度，在量子计算机上仅仅需要使用 O(N^2) 的计算时间复杂度。 例如，假设单位时间为秒，当 N = 30 时，传统计算机需要使用 2^30 秒 ≈ 34 年的时间进行计算，在量子计算机上，仅需要使用 30^2 = 900 秒就可以完成 。 ?
90830发布于 2020-09-27 - 来自专栏Dechin的专栏
量子计算基础——量子测量
技术背景 在上一篇博客中，我们用矩阵的语言介绍了量子计算中基本量子单元——量子比特，与量子门操作的相关概念。通过对量子态的各种操作，相当于传统计算机中对经典比特的操作，就可以完成一系列的运算了。 但是量子计算的一个待解决的问题是，所有存储在量子态中的信息是没办法从经典世界直接读取的，只能通过量子测量，使得量子态坍缩到经典比特之后，才能够在经典世界里进行读取。 ： P_0=\left( \begin{matrix} \frac{\sqrt{2}}{2}& \frac{\sqrt{2}}{2} \end{matrix} \right)\left( \begin{ matrix} 1&0\\ 0&0 \end{matrix} \right)\left( \begin{matrix} \frac{\sqrt{2}}{2}\\ \frac{\sqrt{2}}{2} \ sqrt{2}}{2} \end{matrix} \right)=\frac{1}{2} 这就等同于我们在Z轴的测量基下所计算得的理论预期结果，跟上述IBM Composer所得到的结果是一致的，这就是量子测量的最基本的运算
2.2K20编辑于 2022-05-10 - 来自专栏新智元
量子计算可靠性提升800倍！微软开启2级弹性量子计算新时代
这样的实验成果，也使得量子计算作为一个行业，有史以来第一次从1级基础量子计算，迈向2级弹性量子计算。 风雨飘摇的量子计算 是高高在上的未来尖端科技，还是处于疯狂泡沫中的当代骗局？ 量子计算新时代 研究团队使用了Quantinuum的H2离子阱处理器，能够将30个物理量子比特，组合成四个高度可靠的逻辑量子比特。 Quantinuum的H2量子处理器 由霍尼韦尔提供支持的H2系统模型，是最新一代的量子计算机，具有新的跑道形陷阱。 Quantinuum的H2具有32个完全连接的量子比特和全新的架构，可提供65,536的量子体积和最大的GHZ状态。 Quantinuum的系统模型H2包括许多标志性功能： - 32个全连接量子比特 - 65,536量子体积 - 99.997%单量子比特门保真度 - 99.8%双量子比特门保真度 - 多对多连接 - 量子比特重用
37510编辑于 2024-04-12 - 来自专栏CreateAMind
量子引力的自旋0和SU(2)规范理论
通过对数值相对论中的计算标量场进行量子化，并将其通过SU(2)规范理论扩展到标准模型，我们构建了首个在四维时空中系统性实现紫外完备的量子引力理论，其机制基于渐近自由。 传统方法：量子化度规张量 3.5 量子化的目标：量子化非几何标量场 信息粒子与 SU(2) 交换力：当标量 h-场被量子化时，每个标量 h-场量子成为一个携带引力信息并通过 SU(2) 规范力相互作用的自旋为 它回答的问题是：“这一特定量子事件发生的概率是多少？” 2. 量子统计力学：计算宏观平均量。 5 引力信息处理的SU(2)规范理论 数值相对论的信息处理框架为构建引力的量子理论提供了自然的基础。 SU(2)Grav 量子理论提供了进一步保护：量子不确定性阻止了信息在单个地址上的无限集中，从而将经典奇点替换为高度集中但有限的量子 h 场构型。
16210编辑于 2026-03-11 - 来自专栏DrugScience
量子计算-P2.PyQUBO使用-Number Partitioning Problem
可以描述为，给定一个集合 S = {3,1,1,2,2,1} 如何在其中划分两个集合，使得两个集合中的元素加和相等。 解的话可以是： S(1) = {1,1,1,2} and S(2) = {2,3} 其中每个集合中的元素相加都为5 那么此问题可以等价于 (a1s1+a2s2+a3s3+a4s4+a5s5+a6s6) ,s2,s3,s4,s5,s6 = Spin("s1"), Spin("s2"), Spin("s3"), Spin("s4"),Spin("s5"), Spin("s6") H = (3*s1 + 1 *s2 + 1*s3 + 2*s4 + 2*s5 + 1*s6)**2 # 编译 model = H.compile() # 模型返回QUBO qubo, offset = model.to_qubo( , 's5'): 16.0, ('s6', 's6'): -36.0, ('s2', 's3'): 8.0, ('s2', 's4'): 16.0, ('s1', 's5'): 48.0, (
3.2K10编辑于 2022-09-19 - 来自专栏Lansonli技术博客
量子计算（二十）：量子算法简介
量子算法简介一、概述量子算法是在现实的量子计算模型上运行的算法，最常用的模型是计算的量子电路模型。 虽然所有经典算法都可以在量子计算机上实现，但量子算法这个术语通常用于那些看起来是量子的算法，或者使用量子计算的一些基本特性，如量子叠加或量子纠缠。 使用经典计算机无法判定的问题，使用量子计算机仍然无法来确定。量子算法有趣的是，它们可能能够比经典算法更快地解决一些问题，因为量子算法所利用的量子叠加和量子纠缠可能不可以在经典计算机上有效地模拟。 量子优势意味着量子计算机在处理某些领域问题上，超过了传统计算机的表现，相对于霸权而言，量子优势更注重量子算法以及实际的领域应用。 对于经典计算机而言，要表示N个分子轨道的占据状态，需要用2”维的线性空间去计算，因此，在计算具有超过50个轨道的分子时就无法进行精确计算；而量子计算机的N个轨道正好需要N个量子比特完成模拟过程听以这个问题可以在量子计算机上被有效的求解
2K63编辑于 2023-01-18 - 来自专栏Python项目实战
量子计算的未来蓝图：从量子比特到量子霸权
量子计算的未来蓝图：从量子比特到量子霸权量子计算机，这一科技领域的终极梦想，正在用它的量子特性改变计算方式。 1970年代，量子力学的数学模型被首次应用于计算。2. )qc.x(0) # 初始量子比特置为1qc.cx(0, 1) # 纠缠第一个和第二个比特qc.cx(0, 2) # 纠缠第一个和第三个比特# 模拟运行电路backend = Aer.get_backend # 定义优化问题problem = QuadraticProgram()problem.binary_var(name="x1")problem.binary_var(name="x2")problem.minimize (linear={'x1': 1, 'x2': 2})# 使用量子求解器optimizer = MinimumEigenOptimizer()result = optimizer.solve(problem
50110编辑于 2025-03-07 - 来自专栏Lansonli技术博客
量子计算（十四）：超导量子芯片
超导量子芯片超导量子计算是基于超导电路的量子计算方案，其核心器件是超导约瑟夫森结。 由于近年来的迅速发展，超导量子计算已成为目前最有希望实现通用量子计算的候选方案之一。超导量子计算实验点致力于构建一个多比特超导量子计算架构平台，解决超导量子计算规模化量产中遇到的难题。 2016年基于这个芯片实现了对氢分子能量的模拟，表明了其对于量子计算商用化的决心。2017年，Google发布了实现量子计算机对经典计算机的超越——“量子霸权“的发展蓝图。 2017年，IBM制备了20比特的芯片，并展示了用于50比特芯片的测量设备，同时也公布了对BeH2分子能量的模拟，表明了在量子计算的研究上紧随Google的步伐，不仅如此，IBM还发布了QISKit的量子软件包 ，并迎头赶上，同时，合肥本源量子公司也正在开发6比特高保真度量子芯片，如下图（d）所示。
2.5K114编辑于 2022-12-31 - 来自专栏Lansonli技术博客
量子计算（十）：量子计算原理
类似地，处理量子比特的方式就是量子逻辑门，使用量子逻辑门，有意识的使量子态发生演化，所以量子逻辑门是构成量子算法的基础。 一、酉变换酉变换是一种矩阵，也是一种操作，它作用在量子态上得到的是一个新的量子态。 四、单量子比特逻辑门在经典计算机中，单比特逻辑门只有一种-非门（NOTgate），但是在量子计算机中，量子比特情况相对复杂，存在叠加态、相位，所以单量子比特逻辑门会有更加丰富的种类。 横线表示一个量子比特从左到右按照时序演化的路线，方框表示量子逻辑门，这个图标表示一个名为U的逻辑门作用在这条路线所代表的量子比特上。 对于一个处于|〉的量子态，将这个量子逻辑门作用在上面时，相当于将这个量子逻辑门代表的酉矩阵左乘这个量子态的矢量，然后得到下一个时刻的量子态|〉。即这个表达式对于所有的单比特门或者多比特门都是适用的。
3.5K83编辑于 2022-12-11 - 来自专栏Lansonli技术博客
量子计算（七）：量子系统
最后，回顾下什么是量子态呢？你可以想象一下电子处在不同的能级（类似宏观世界的楼层）上面，给这些楼层命名称之|1F>，|2F>，|3F>...... 简而言之，如果在一个微观粒子处在1楼和2楼叠加态的话，只能测出来它在1楼或者2楼，这个概率是由它们的叠加权重决定的，但是一旦对这个粒子进行测量，这个粒子的状态就会发生变化，不再是原来那个既在1楼又在2楼的叠加态 ，而是处在一个确定的状态（1楼或者2楼）。 具体地，在t1时刻系统处于状态|>，经过一个和时间t1和t2有关的酉变换U，系统在t2时刻的状态这里的酉变换U可以理解为是一个矩阵，并且满足 其中U+表示对矩阵U取转置共轭。 沿XY平面横切，得到一个圆，可以看到这两个点对应的幅角是，，由此推断出量子态分别为：如果将这两个态以1/2,1/2的概率混合，在布洛赫球上面的坐标将表示为（0,0,0），也就是球心。
1.8K72编辑于 2022-12-10 - 来自专栏量子发烧友
量子+AI：量子计算加速机器学习
2. 量子机器学习 2.1 什么是量子机器学习 量子机器学习 (QML) 基于两个概念构建：量子数据和混合量子经典模型。量子机器学习借助量子计算的高并行性，实现进一步优化传统机器学习的目的。 ，QA)算法、Gibbs采样等； （2) 量子理论的并行性等加速特点直接与某些机器学习算法深度结合, 催生出一批全新的量子机器学习模型，如张量网络、概率图模(probabilistic graphical （2）调度和设备（Schedules 、 Devices）：调度是量子电路的另一种形式，它包含有关闸的时间和持续时间的更详细信息。从概念上讲，一个调度是由一组调度操作和运行调度的设备描述组成的。 （2）量子模型估计：在这一步中，研究人员可以使用Cirq创建一个量子神经网络的原型，他们稍后将该模型嵌入到TensorFlow计算图中。 第 2 步：初始化变量 circuit = QuantumCircuit(2, 2) 第 3 步：添加门 circuit.h(0) circuit.cx(0, 1) circuit.measure
2K40编辑于 2023-02-24 - 来自专栏运维开发王义杰
量子计算机：核心概念量子叠加和量子纠缠解析
量子计算机的两个核心概念——量子叠加和量子纠缠，是理解量子计算机如何运作的关键。这两个概念来源于量子力学，是量子计算机区别于传统计算机的基础。 在本文中，我将尝试用简单的语言解释这两个复杂的概念，并分析它们在量子计算中的作用。 量子叠加：一种超越经典逻辑的状态 量子叠加是量子力学的基本特性之一。 在量子计算机中，qubit就像这种特殊的开关，它可以同时处于多种状态，直到被测量的那一刻。 叠加的计算优势 量子叠加使得量子计算机能够同时进行大量计算。 这种能力使量子计算机在执行某些任务时，特别是那些需要同时考虑多种可能性的任务时，比传统计算机快得多。 量子纠缠：神秘的量子联系 量子纠缠是另一个量子力学的核心概念。 结论 量子叠加和量子纠缠是量子计算机的两个基石。这些概念在传统逻辑和经典物理中可能难以完全理解，但它们为处理大数据和进行高复杂度计算提供了前所未有的可能性。
1.3K10编辑于 2024-02-26 - 来自专栏Lansonli技术博客
量子计算（五）：量子计算的发展
量子计算的发展一、量子信息科学类似经典计算之于宏观物理的关系，量子计算同样也与微观物理有着千丝万缕的联系。在微观物理中，量子力学衍生了量子信息科学。 量子信息科学是以量子力学为基础，把量子系统“状态”所带的物理信息，进行信息编码、计算和传输的全新技术。 量子通信主要研究的是量子介质的信息传递功能进行通信的一种技术，而量子计算则主要研究量子计算机和适合于量子计算机的量子算法。 2、如果放弃经典的图灵机模型，是否可以做得更好？ 算法量子位比特（AQ）——IonQ 定义为可用于计算的有效量子比特的数量（注意：可用逻辑门深度仍有限）。在没有纠错编码的情况下，AQ = log 2（QV）。
2K42编辑于 2022-12-09 - 来自专栏月色的自留地
量子计算及量子计算的模拟
在寄存器方面，其中的每一位(bit),可以确定是1或者是0，64位计算机，寄存器保存的数值最大是2的64次方（2^64）。 当前的量子计算机，每一位(bit),通过叠加态可以保存2对可以互相转换的状态，可以分别表示两位二进制数字。 而同时因为叠加态及可互相转换的特征，实际上每个指定位长的寄存器，都可能存储2^N个数据，而不是1个，这就是量子计算机的超强存储能力（本项能力只是基于理论设想，在当前的各种量子机实现中，还没有看到资料介绍实际的实现 在传统的计算中，因为二进制的特征，一般复杂度都是O(2^N),而在量子计算机中，因为这种特征，每次是两个数据参与运算，所以复杂度是O(N)。所以运算量不再呈现指数飙升，而是线性增加。 (reg); (toffoli<0,1,2>(),toffoli<0,1,2>(),toffoli<0,1,2>()).apply_gate_to(reg); (h,i,i,h,i,
1.7K50发布于 2018-06-20 - 来自专栏Lansonli技术博客
量子计算（十八）：量子计算机
量子计算机一、量子计算机整体架构1、量子计算的定位：异构计算量子计算领域属于一个新兴高速发展的领域，在近二十年间，不论是量子算法的研究，还是量子芯片的研发均取得了巨大的进展。 2、量子程序代码构成：宿主代码+设备代码因此，量子计算的程序代码实际执行中分为两种，一种是运行在CPU上的宿主代码（Host code），主要用于执行不需要加速的任务，并为需要加速的任务提供需要的数据； 2、量子汇编语言的编译原则量子高级语言会根据底层芯片的特点，通过量子程序编译器，编译为量子汇编语言。量子程序编译器一般会考虑两个方面：量子芯片可执行的量子逻辑门种类和量子比特的连通性。 量子芯片提供的可直接执行的逻辑门是完备的，即可以表征所有的量子比特逻辑门，因此，如果量子高级语言描述的量子程序中包含了量子芯片不可直接执行的量子逻辑门，量子程序编译器会根据量子芯片提供的量子逻辑门将其转化为可执行量子逻辑门构成的序列 例如下图，一个三量子比特的链式结构量子芯片，可执行两量子比特逻辑门的量子比特对有{{1,2},{2,3}}，CNOT1,3对于此量子芯片是不可执行的逻辑门，可以用SWAP1,2、CNOT2,3、SWAP1,2
1.5K92编辑于 2022-12-31 猫量子比特芯片革新量子纠错
某中心与某理工学院校园内的某机构量子计算中心的科学家在抑制量子计算机错误方面取得了飞跃性进展。量子计算机基于量子领域看似神奇的属性，有望应用于医学、材料科学、密码学和基础物理学等多个领域。 在2025年2月26日《自然》期刊上发表报告的一个科学家团队展示了一种新型量子芯片架构，该架构利用一种称为“猫量子比特”的量子比特来抑制错误。 猫量子比特于2001年首次提出，此后研究人员对其进行了开发和改进。如今，该团队组装了第一个可扩展的猫量子比特芯片，可有效减少量子错误。 这款名为Ocelot的新型量子计算芯片以斑点野猫命名，同时也暗指了猫量子比特所依赖的内部“振荡器”技术。某中心量子硬件负责人表示：“量子计算机要成功，我们需要将错误率比现在提高约十亿倍。 研究人员已经开发出许多策略来处理量子系统中的两种错误类型，但这些方法要求量子比特拥有大量备份伙伴。事实上，当前的量子比特技术可能需要数千个额外的量子比特才能提供所需的错误保护水平。
9110编辑于 2026-05-23- 来自专栏Lansonli技术博客
量子计算（六）：量子计算软件介绍
量子计算软件介绍一、量子语言由于当前量子计算机的通用体系架构未得到统一，在硬件层面上的技术路线也未最终确定，所以目前还无法确定哪种量子机器指令集相对更科学、更合理。 现阶段在量子计算编程领域的研究者们大多从量子线路图“量子计算汇编语言“量子计算高级编程语言的方式入手，不断寻找未来可能最受量子计算机发展欢迎的编程语言。 二、量子软件开发包使用量子语言进行量子编程，是一件顺理成章的事，但是在开发工程师的眼中，用量子语言进行量子编程只是最基础的一种方法，如何最大效率的使用量子语言构建最为便捷或功能足够强大的量子程序是一直追求的目标 在量子计算行业，量子软件开发包是指一个提供了创建和操作量子程序的量子计算工具集，以及提供了模拟量子程序的方法包，并且允许开发者使用基于云的量子设备来运行、检验自己所开发的量子计算程序。 ，采用量子模拟器制作的量子软件开发包的好处是一一它们不需要跟量子芯片产生直接的物理关联，用户在自己的电脑上通过SDK模拟量子计算芯片的物理功能，执行量子计算过程获得量子计算模拟成果，并可利用量子虚拟机、
1.7K62编辑于 2022-12-09
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