量子計(jì)算和量子計(jì)算機(jī)的介紹與量子計(jì)算基礎(chǔ)的分析

　　量子計(jì)算和量子計(jì)算機(jī)是現(xiàn)代通信科學(xué)的重大議題，量子的疊加性、糾纏性和相干性為量子計(jì)算提供一種創(chuàng)新的計(jì)算方法，在對(duì)信息的運(yùn)算、保存和處理方面遠(yuǎn)超過經(jīng)典運(yùn)算。 Shor 算法通過量子傅里葉變換，有效地在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)解決大數(shù)質(zhì)因子分解問題；以 Grover 算法為代表的量子搜索算法，極大地提高搜索效率；量子通信技術(shù)利用量子的糾纏態(tài)實(shí)現(xiàn)信息傳遞；量子并行計(jì)算可以彌補(bǔ)智能算法中的某些不足，量子智能算法將有很大的發(fā)展空間。

　　量子通信是計(jì)算機(jī)科學(xué)與量子學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，根據(jù) Moore 定律可知：當(dāng)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)單元達(dá)到原子層次時(shí)，顯著地量子效應(yīng)將會(huì)嚴(yán)重影響計(jì)算機(jī)性能，計(jì)算機(jī)性能決定量子通信質(zhì)量。量子通信的進(jìn)一步發(fā)展需要借助新的原理和方法，量子計(jì)算為這一問題的解決提供了一個(gè)可能的途徑。

　　根據(jù)量子計(jì)算原理設(shè)計(jì)的量子計(jì)算機(jī)是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的最好體現(xiàn)。量子計(jì)算機(jī)是利用微觀粒子狀態(tài)來進(jìn)行存儲(chǔ)和處理信息的計(jì)算工具。其基本原理是通過物理手段制備可操作的量子態(tài)，并利用量子態(tài)的疊加性、糾纏性和相干性等量子力學(xué)的特性進(jìn)行信息的運(yùn)算、保存和處理操作，從本質(zhì)上改變了傳統(tǒng)的計(jì)算理念。

　　量子通信是量子理論與信息理論的交叉學(xué)科，是指利用量子的糾纏態(tài)實(shí)現(xiàn)信息傳遞的通訊方式。量子的糾纏態(tài)是指：相互糾纏的兩個(gè)粒子無論被分離多遠(yuǎn)，一個(gè)粒子狀態(tài)的變化都會(huì)立即使得另一個(gè)粒子狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象。量子通信主要包括兩類：用于量子密鑰的傳輸，和用于量子隱形傳態(tài)和量子糾纏的分發(fā)。與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，量子通信具有容量大，傳輸距離遠(yuǎn)和保密性強(qiáng)的特點(diǎn)。