心得(量子计算)

计算机科学导论心得体会三（量子计算）“量子计算”是一个对大部分人来说都比较陌生的名词，对我也是如此。这节课的教授向我们简单介绍了量子计算相关的知识，让我对这个概念有了初步的了解。

以量子力学原理进行计算的计算机就是量子计算机，而量子信息与量子计算是信息论和计算机科学与量子物理交叉的学科。量子计算有许多优势，比如运算速度快，在物理上容易实现等等。由此可看出量子计算的广阔前景。

摩尔定律指出，集成电路上可容纳的晶体管数量，约每隔十八个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。但是随着时间的推移，以基础物理为原理设计出的计算机性能提升已接近极限，摩尔定律也面临着失效的危险。在后摩尔时代，人们需要用新型技术来实现计算速度的提升，而基于量子物理的量子计算机就是很好的选择。

量子计算的应用前景广阔。其中最引人注目的就是窃取密码。目前的密码破解的困难主要是由于大数分解的困难，而量子计算能将大数分解问题在多项式时间内解决，因此能轻松破解密码。反过来，量子计算机还可以基于Heisenberg 测不准原理与量子非克隆原理来发现监听，确保安全通信，这一成果已得到商业应用。此外，它还能够提高数据搜索的效率，在大数据时代的今天十分重要。因此，发展量子计算机在国际社会上普遍得到重视。我国在量子通信方面成果显著，而在量子算法方面比较薄弱。

量子物理是一门很深奥的学科，在短短的两节课内无法进行详细的介绍，我也没有听懂。但是这门物理学的应用将挑战传统的计算机，打开计算机世界的新大门。量子计算机的未来值得我们期待。

量子力学泛函计算简介

量子力学泛函计算纪岚森（青岛大学物理科学学院材料物理一班）摘要：文章叙述了密度泛函理论的发展，密度泛函理论以“寻找合适的交换相关为主线，从最初的局域密度近似，，从最初的局域密度近似、广义梯度近似到现在的非局域泛函、自相互作用修正，多种泛函形式的出现，是的密度泛函在大分子领域的计算越来越精确。近年来密度泛函理论在含时理论与相对论方面发展也很迅速。计算体系日臻成熟，而我所参加的创新实验小组就是以密度泛函研究大分子体系。在量子力学泛函计算的产生，发展，理论，分支，前景等方面予以介绍，本着科学普及的态度希望大家能够更加进一步的理解泛函计算。关键字：量子力学泛函计算，发展，理论分支，前景，科普 1引言：随着量子理论的建立和计算机技术的发展，人们希望能够借助计算机对微观体系的量子力学方程进行数值求解【３】，然而量子力学的基本方程———Schirdinger 方程的求解是极其复杂的。克服这种复杂性的一个理论飞跃是电子密度泛函理论（DFT）的确立电子密度泛函理论是上个世纪60 年代在Thomas-Fermi 理论的基础上发展起来的量子理论。与传统的量子理论向悖，密度泛函理论通过离子密度衡量体系的状态，由于离子密度只是空间的函数，这样是就使得解决三维波函数方程转化为解决三维密度问题，使得在数学计算上简单了很多，对于定态Schirdinger 方程，我们只能解决三维氢原子，对于更加复杂的问题，我们便无法进行更为精确的计算，而且近似方法也无法是我们得到更为精确的结果。但是密度泛函却在这方面比较先进，是的大分子计算成为可能。【２】２．过程：第一性原理，密度泛函是一宗量子力学重头计算的计算方法，热播呢V啊基于密度泛函的理论计算成为第一性原理——first-principles。经过几十年的发展密度泛函理论被广泛的应用于材料，物理，化学和生物等科学中，Kohn也由于其对密度泛函理论的不可磨灭的先驱性贡献获得了诺贝尔化学奖。密度泛函理论体系包括交换相关能量近似，含时密度泛函。３．密度泛函理论的发展：１交换相关能，在密度泛函理论中我们把所有近似都归结到交换相关能量一项上，所以密度泛函的精确度也就是由交换相关能一项上。寻求更好的更加合适的相关近似，即用相同密度的均匀电子气交换相关泛函作为非均匀系统的近似值，或许这也出乎人们的意料，这样一个简单的近似却得到了一个极好的结论。直接导致了后来的泛函理论的广泛应用。由此获

量子信息与量子计算课程论文

半导体量子点的电子自旋相干和自旋操控摘要:现在各国科学家都在努力希望实现量子计算机，而量子计算机需要一些重要的量子性质，其一是“量子相干性”。该文介绍了量子相干性，并简略介绍了半导体量子点中的电子的自旋相干性，简要探讨半导体量子点的电子自旋操控的方法关键词：量子点自旋相干自旋调控一﹑量子相干性量子相干性，或者说“态之间的关联性”。其一是爱因斯坦和其合作者在1935年根据假想实验作出的一个预言。这个假想实验时这样的：高能加速器中，由能量生成的一个电子和一个正电子朝着相反的方向飞行，在没有人观测时，两者都处于向右和向左自旋的叠加态而进行观测时，如果观测到电子处于向右自旋的状态，那么正电子就一定处于向左自旋的状态。这是因为，正电子和电子本是通过能量无中生有而来，必须遵守守恒定律。这也就是说，“电子向右自旋”和“正电子向左自旋”的状态是相关联的，称作“量子相干性”。这种相干性只有用量子理论才能说明。要在量子计算机中实现高效率的并行运算，就要用到量子相干性。彼此有关的量子比特串列，会作为一个整体动作。因此，只要对一个量子比特进行处理，影响就会立即传送到串列中多余的量子比特。这一特点，正是量子计算机能够进行高速运算的关键。二﹑半导体量子点中的电子的自旋相干性

半导体中的电子电荷相干态已经由超快脉冲激光光谱进行了广泛的研究。强的激光脉冲在半导体中产生了大量的电子和空穴,它们的动力学过程大致可分成3 个阶段: (1) 无碰撞或相干阶段。在这个阶段内,电子和空穴与光场之间产生了一个相干的耦合振荡,导致了材料极化强度的振荡,类似于二能级系统的拉比跳跃。 (2) 位相弛豫阶段。在这个阶段内,电子和空穴都失去了它们的位相相干性,类似于二能级系统的退相弛豫。 (3) 准热平衡阶段。由于电子- 声子相互作用,电子和空穴将能量传递给声子(晶格) ,它们分别弛豫到导带和价带的顶部,形成准平衡状态。利用不同延迟时间的泵- 探束瞬态吸收光谱可以测量半导体中的退相弛豫时间。图1 是GaAs 三个激发载流子浓度下瞬态差分透射系数ΔT作为延迟时间的函数。由图1 可见,有两个衰减过程;一个是快过程,另一个是慢过程。前者对应于位相弛豫,后者对应于准热平衡弛豫。实验测得GaAs中的位相弛豫时间分别为30 ,19 ,13fs ,对应于由小到大三个载流子浓度。这个位相弛豫时间是较小的,主要是由电子的谷间散射引起的。