量子計算和量子計算機的介紹與量子計算基礎的分析
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標簽：量子計算(34018)
量子計算和量子計算機是現代通信科學的重大議題，量子的疊加性、糾纏性和相干性為量子計算提供一種創新的計算方法，在對信息的運算、保存和處理方面遠超過經典運算。 Shor 算法通過量子傅里葉變換，有效地在多項式時間內解決大數質因子分解問題；以 Grover 算法為代表的量子搜索算法，極大地提高搜索效率；量子通信技術利用量子的糾纏態實現信息傳遞；量子并行計算可以彌補智能算法中的某些不足，量子智能算法將有很大的發展空間。
量子通信是計算機科學與量子學相結合的產物，根據 Moore 定律可知：當計算機的存儲單元達到原子層次時，顯著地量子效應將會嚴重影響計算機性能，計算機性能決定量子通信質量。量子通信的進一步發展需要借助新的原理和方法，量子計算為這一問題的解決提供了一個可能的途徑。
根據量子計算原理設計的量子計算機是實現量子計算的最好體現。量子計算機是利用微觀粒子狀態來進行存儲和處理信息的計算工具。其基本原理是通過物理手段制備可操作的量子態，并利用量子態的疊加性、糾纏性和相干性等量子力學的特性進行信息的運算、保存和處理操作，從本質上改變了傳統的計算理念。
量子通信是量子理論與信息理論的交叉學科，是指利用量子的糾纏態實現信息傳遞的通訊方式。量子的糾纏態是指：相互糾纏的兩個粒子無論被分離多遠，一個粒子狀態的變化都會立即使得另一個粒子狀態發生相應變化的現象。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和量子糾纏的分發。與傳統的通信技術相比，量子通信具有容量大，傳輸距離遠和保密性強的特點。
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