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最新高考语文模拟试题现代文阅读分类汇编(附答案)50一、高中现代文阅读1．（2019•江苏）阅读下面的作品，完成下面小题。
表妹林斤澜矮凳桥街背后是溪滩，那滩上铺满了大的碎石，开阔到叫人觉着是不毛之地。
幸好有一条溪，时宽时窄，自由自在穿过石头滩，带来水草野树，带来生命的欢喜。
滩上走过来两个女人，一前一后，前边的挎着个竹篮子，简直有摇篮般大，里面是衣服，很有点分量，一路拱着腰身，支撑着篮底。
后边的女人空着两手，几次伸手前来帮忙，前边的不让。
前边的女人看来四十往里，后边的四十以外。
前边的女人不走现成的小路，从石头滩上斜插过去，走到一个石头圈起来的水潭边，把竹篮里的东西一下子控在水里，全身轻松了，透出来一口长气，望着后边的。
后边的走不惯石头滩，盯着脚下，挑着下脚的地方。
前边的说：“这里比屋里清静，出来走走，说说话……再呢，我要把这些东西洗出来，也就不客气了。
”说着就蹲下来，抓过一团按在早铺平好了的石板上，拿起棒槌捶打起来，真是擦把汗的工夫也节约了。
看起来后边的是客人，转着身于看这个新鲜的地方，有一句没一句地应着：“水倒是清的，碧清的……树也阴凉……石头要是走惯了，也好走……”“不好走，一到下雨天你走走看，只怕担断了脚筋。
哪有你们城里的马路好走。
”“下雨天也洗衣服？”“一下天呢，二十天呢。
就是三十天不洗也不行。
嗐，现在一天是一天的事情，真是日日清，月月结。
”客人随即称赞：“你真能干，三表妹，没想到你有这么大本事，天天洗这么多。
”主人微微笑着，手里捶捶打打，嘴里喜喜欢欢的：事情多着呢。
只有晚上吃顿热的，别的两顿都是马马虎虎。
本来还要带子，现在托给人家。
不过洗完衣服，还要踏缝纫机。
”客人其实是个做活的能手，又做饭又带孩子又洗衣服这样的日子都过过。
现在做客人看着人家做活，两只手就不知道放在哪里好。
把左手搭在树杈上，右手背在背后，都要用点力才在那里闲得住。
不觉感慨起来：“也难为你，也亏得是你，想想你在家里的时候，比我还自在呢。
清华首次实现25个量子接口间量子纠缠来源：中国科大新创校友基金会清华大学宣布该校交叉信息研究院段路明教授研究组在量子信息领域取得重要进展，首次实现了25个量子接口之间的量子纠缠。
段路明为中国科学技术大学902校友，现为美密歇根大学费米讲席教授、清华大学姚期智讲座教授、APS Fellow。
该成果的研究论文《25个可独立操控的量子接口之间纠缠的实验实现》，4月20日发表于《科学》子刊《科学・进展》上。
此次纠缠的量子接口数目远远超过先前加州理工学院研究组保持的4个量子接口之间纠缠的世界纪录。
该论文第一作者为清华大学交叉信息研究院博士生濮云飞，通讯作者为段路明教授，其他作者包括清华大学交叉信息研究院博士生蒋楠、常炜、李畅、张胜以及美国密歇根大学博士生吴宇恺。
在量子信息科学中，光子拥有最快的传输速度，是传播量子信息的最佳载体，而原子拥有很长的量子相干时间，被广泛用于量子信息的存储。
量子接口将光子和存储原子连接起来，实现量子信息在不同载体间的高效相互转换。
为了实现更多量子接口间的纠缠，构造更大的量子纠缠网络，段路明研究组用五年时间研发了新颖的二维量子接口阵列，可以方便地实现多个量子接口间的纠缠。
研究人员通过光束复分技术，制备了多体量子纠缠态，在25个量子接口之间，实验利用纠缠判据以高置信度证明至少存在22体以上的真实纠缠，刷新了量子接口纠缠数量的世界纪录。
《科学・进展》的一位审稿人认为：“这是一个创纪录的纠缠个数，也是构建第一个量子网络过程中的一个重要的里程碑。
”另一位审稿人的意见是：“这一实验定义了原子光子之间量子接口的目前最高水平，我相信该结果在量子信息领域将产生重要影响。
”段路明表示，量子计算机代表信息技术的方向，对信息安全、人工智能等都有重要影响。
实现量子接口之间的纠缠是构建量子网络和未来量子互联网的一个基本要求，未来还有可能实现更多量子接口之间的量子纠缠，希望更多年轻学者的加入。
(中新社记者马海燕）自然发文，揭深度神经网络和量子多体问题关联转载自清华大学交叉信息研究院官网清华大学量子信息中心段路明教授和其博士研究生郜勋发现深度神经网络和量子多体问题存在紧密关联，证明利用深度神经网络模型可以有效表示几乎所有量子多体系统的波函数，展示了神经网络和深度学习算法在量子多体问题研究中的巨大潜力，该成果的研究论文Efficient representation of quantum many-body states with deep neural network（《利用深度神经网络对量子多体态的有效表示》）近日发表于自然子刊Nature Communications（《自然·通讯》）上。
最新高考语文试卷现代文阅读题分类汇编含解析(含答案)50一、高中现代文阅读1．阅读下面的文字，完成下列小题。
迁徙的故乡梅洁真的开始上路啦，我迁徙的故乡！广电局播放室，正播安阳镇移民到达湖北团风县移民新区的录像，片子没剪辑，全是原始素材。
我一气竟看了两个半小时：满载着移民和家什的大客车、运输车，长龙般在山间公路缓缓前行；一朵朵鲜艳的大红花挂在移民胸前；走了千里之路后大红花又挂到了移民新区的房子里；一排排、一栋栋含有欧式建筑元素的黄瓦白墙的移民新区，矗立在穿街而过的河渠两边；别墅般的房屋里全部装有自来水、管道煤气，还有卫生间。
移民新区将入住874户、3782位来自安阳镇的移民；团风人为每户移民送来了一份午餐、一袋米、一个开水瓶、一提挂面、一桶油、一筐青菜、一部电话机、一副对联、一挂鞭炮……移民进屋就能开伙；移民新村已有粮油、蔬菜供应点，已有超市、学校、图书室、卫生医疗室……啊，乡亲们毕竟等到了一个全新的时代！常务副县长邵际军把办公室搬到了柳陂移民村，他天天挨家挨户地走访、做工作，移民们脸难看、话难听、门难进。
是呀，柳陂人已是第三次迁徙了！几十年、几代人在荒沙滩上创造了一片国家级无公害蔬菜基地，现在又要全部沉没了，柳陂的牺牲有多大？邵际军同情他们，他贴着心窝和移民说话。
长时间的说话，他的声音完全嘶哑了。
县移民指挥部，设在移民局很旧的小院里。
副总指挥周吉礼的办公室门开着，人不在。
环视周吉礼简朴的办公室，我在想：那个相貌英气、说话幽默、做事果决、极富判断力的周吉礼，两年前我认识了他。
如今，政法委书记兼起了移民指挥部常务副总指挥的职务，看来，特殊时刻，县里在紧急调兵遣将。
正想呢，周吉礼进来了。
他左小臂上有隆起的一块肉包。
他说感冒不好，咳嗽不止。
医生做结核试验，说他肺部深处有结核菌感染。
我担心地说：“那你一定要注意休息啊。
”周吉礼说：“移民的关键时刻，怎么休息？”是啊，移民的关键时刻，成千上万的乡亲每天都在等待着启程的号令，千里迢迢的迁徙长路，数万个家庭的安家落户……每天都要做重要决策的指挥部，“休息”“保重”“注意身体”这些关切的话，对于周吉礼们已是奢侈了。
论文题目：量子计算机中的消相干研究和量子编码作者简介：段路明，男，1972年生，1996年师从中国科学技术大学郭光灿教授，于1998年获博士学位。
摘 要量子力学和计算机科学的交叉诞生了一门新的学科：量子计算机。
最近，由于大数因子分解等一系列量子超快速算法的发现，量子计算机的研究已经取得了革命性的进展。
量子计算机的优越性主要体现在量子并行算法上，正因为量子并行算法，一些经典计算机无法解决的问题，象大数的因子分解或复杂量子系统的模拟等，量子计算机可以轻而易举地解决。
但量子并行算法本质性地利用了量子相干性，在实际中，由于系统和环境的不可避免的耦合，量子相干性将随时间衰减，此即消相干。
消相干是实现量子计算的主要困难，为了使量子计算成为现实，一个首要的问题就是克服消相干。
迄今为此，人们发现的克服消相干的最有效的方法为量子编码。
本文的工作分为两个部分，第一部分对量子计算机中消相干的特性进行了系统的研究；第二部分根据量子系统消相干的具体特性，设计了一些新的高效率的量子编码方案，并改进和推广了原来已有的量子编码方案。
具体如下：量子系统中的消相干，按其理论描述方法，可分为两大类，即相位消相干和振幅消相干。
相位消相干引起解相过程，而振幅消相干同时引起解相过程和能量耗散。
我们首先给出单个量子比特相位消相干的计算结果，然后将结果推广到多比特的独立相位消相干。
独立相位消相干是一种理想情形，作为另一种理想情形，我们考虑了多比特的集体相位消相干。
研究发现，集体相位消相干和独立相位消相干具有本质的不同，最突出的一点是，对于集体相位消相干，存在相干保持态。
相干保持态是指一类特殊的能在噪声环境下保持稳定的态，这类态在量子编码中有重要应用。
独立和集体消相平均属于理想情形，接着我们考虑了一种实际的消相干模型：空间关税相位消相干。
从此模型出发，在不同的极限情况下，我们分别导出了独立相位消相干和集体相位消相干，并给出了产生它们的具体条件。
＊ 国家自然科学基金资助项目1997-5-28收到初稿,1997-8-11修回量子信息讲座第一讲 量子计算机＊段路明 郭光灿(中国科学技术大学物理系,合肥 230026)编者按 在人类即将跨入21世纪之际,信息科学面临着新的挑战.计算机是否存在极限的运算速度?能否实现不可破译、不可窃听的保密通信?诸如此类的问题一直是数学家和电子技术专家们关注的重要课题.近年来,物理学家加入这个研究行列,他们成功地将量子理论和信息科学结合起来,提出许多令人耳目一新的概念、原理和方法,于是“量子信息”作为新兴的学科分支便应运而生.当前量子计算机、量子通信和量子密码术等已经成为研究热点,并取得重要进展.本刊从本期开始将陆续刊登一组“量子信息”专题文章,介绍这个领域的动态和进展.摘 要 量子力学和计算机理论,这两个看起来互不相关的领域,其结合却产生了一门富于成效的学科:量子计算机.文章介绍了量子计算机的基本概念和历史背景,它相对于经典计算机的优越性,它的构造和实验方案,以及实现量子计算的困难及其克服途径,最后展望了量子计算机的发展前景.关键词 量子计算机,量子图灵机,量子并行计算,消相干QUANTUM C OMPUTERSDuan Luming Guo Guangcan(Department of Ph ysics ,Univers ity Scien ce and Technolo gy of China ,Hefei 230026)Abstract quantum mechanic s and computers are seemingly unc orrelated ,but a combination of them yields a f ruitful subject :quantum computers .An int roduction is given to the background ,advan -tages ,construction ,and experimental schemes of quantum computers .Difficulties in realizing quantum c omputation are also mentioned together with possible st rategies for overcoming them .Key wor ds quantum c omputers ,quantum turing machine ,quantum parallelism ,decoherence1 量子计算机的概念及发展背景1996年,美国《科学》周刊科技新闻中报道,量子计算机引起了计算机理论领域的革命.同年,量子计算机的先驱之一,Bennett 在英国《自然》杂志新闻与评论栏声称,量子计算机将进入工程时代.目前,有关量子计算机的理论和实验正迅猛发展,那么,什么是量子计算机呢?量子计算机,顾名思义,就是实现量子计算的机器.要说清楚量子计算,首先看经典计算.经典计算机从物理上可以被描述为对输入信号序列按一定算法进行变换的机器,其算法由计算机的内部逻辑电路来实现.经典计算机具有如下特点:(1)其输入态和输出态都是经典信号,用量子力学的语言来描述,也即是,其输入态和输出态都是某一力学量的本征态.如输入二进制序列0110110,用量子记号,即|0110110>所有的输入态均相互正交.对经典计算机不可能输入如下叠加态:c 1|0110110>+c 2|1001001>. (2)经典计算机内部的每一步变换都将正交态演化为正交态,而一般的量子变换没有这个性质,因此,经典计算机中的变换(或计算)只对应一类特殊集.相应于经典计算机的以上两个限制,量子计算机分别作了推广.量子计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述,如二能级系统(称为量子比特).量子计算机的变换(即量子计算)包括所有可能的幺正变换.因此量子计算机的特点为[1]:(1)量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态,其相互之间通常不正交;(2)量子计算机中的变换为所有可能的幺正变换.得出输出态之后,量子计算机对输出态进行一定的测量,给出计算结果.由此可见,量子计算对经典计算作了极大的扩充,经典计算是一类特殊的量子计算.量子计算最本质的特征为量子叠加性和相干性.量子计算机对每一个叠加分量实现的变换相当于一种经典计算,所有这些经典计算同时完成,并按一定的概率振幅叠加起来,给出量子计算机的输出结果,这种计算称为量子并行计算.量子并行处理大大提高了量子计算机的效率,使得其可以完成经典计算机无法完成的工作,如一个很大的自然数的因子分解(后面将叙及).量子相干性在所有的量子超快速算法中得到了本质性的利用[2].量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究,而研究可逆计算机是为了克服计算机中的能耗问题.早在六七十年代,人们就发现,能耗会导致计算机芯片的发热,影响芯片的集成度,从而限制了计算机的运行速度.Lan -dauer [3]最早考虑了这个问题,他考察了能耗的来源,指出:能耗产生于计算过程中的不可逆操作.例如,对两比特的异或操作,因为只有一比特的输出,这一过程损失了一个自由度,因此是不可逆的,按照热力学,必然会产生一定的热量.但这种不可逆性是不是不可避免的呢?事实上,只要对异或门的操作如图1所示的简单改进,即保留一个无用的比特,该操作就变为可逆的.因此物理原理并没有限制能耗的下限,消除能耗的关键是将不可逆操作改造为可逆操作(见图1).图1 不可逆异或门改进为可逆异或门 Bennett [4]后来更严格地考虑了此问题,并证明了,所有经典不可逆的计算机都可以改造为可逆计算机,而不影响其计算能力.经典计算机实际上就是一个通用图灵机.通用图灵机是计算机的抽象数学模型,它由两部分构成:(1)具有无限多个存储单元的记录带,每个存储单元内容的变化是有限的,通常用二进制的“0”和“1”来表示;(2)一个具有有限内态的读写头,每步操作中读写头可以在记录带上左移或右移一格或不动.图灵机在操作中,读写头根据其内态和当前存储单元的内容,按既定的规则,改变其内态和存储单元的内容,并决定下一步读写头的移动方向.上述图灵机的模型是不可逆的,例如,对如下图灵机操作“写存储单元※左移一格”,其逆就变成了“左移一格※写存储单元”,该逆操作不再是一个有效的图灵机操作.但Bennett 证明了一个基本结果:对所有不可逆的通用图灵机,都可以找到一个对应的可逆图灵机,使得两者具有完全相同的计算能力和计算效率.因为计算机中的每步操作都可以改造为可逆操作,在量子力学中,它就可以用一个幺正变换来代表.Benioff [5]最早用量子力学来描述可逆计算机.在量子可逆计算机中,比特的载体成为二能级的量子体系,体系处于 0>和 1>上,但不处于它们的叠加态.量子可逆计算机的研究,其核心任务为,对应于具体的计算,寻找合适的哈密顿量来描述.早期的量子可逆计算机,实际上是用量子力学语言表述出来的经典计算机,它没有利用量子力学的本质特性,如量子叠加性和相干性.Fey mann 首先指出[6],这些量子特性可能在未来的量子计算机中起本质作用,如用来模拟量子系统.Deutsch [7]找到一类问题,对该类问题,量子计算机存在多项式算法1),而经典计算机则需要指数算法.但最具轰动性的结果却是Sho r 给出的关于大数因子分解的量子多项式算法[8](见第三节),因为此问题在经典公钥体系中有重要应用.Shor 的发现掀起了研究量子计算机的热潮,从此后,量子计算机的发展日新月异.1) 多项式算法指运算完成的时间与输入二进制数据的长度(即比特的位数)存在多项式关系2 量子计算机的构造及实验方案正如经典计算机建立在通用图灵机基础之上,量子计算机亦可建立在量子图灵机基础上.量子图灵机可类比于经典计算机的概率运算.前一节提到的通用图灵机的操作是完全确定性的,用q 代表当前读写头的状态,s 代表当前存储单元内容,d 取值为L ,R ,N ,分别代表读写头左移、右移或不动,则在确定性算法中,当q ,s 给定时,下一步的状态q ′,s ′及读写头的运动d 完全确定.我们也可以考虑概率算法,即当q ,s 给定时,图灵机以一定的概率δ(q ,s ,q ′,s ′,d )变换到状态q ′,s ′及实行运动d .概率函数δ(q ,s ,q ′,s ′,d )为取值[0,1]的实数,它完全决定了概率图灵机的性质.经典计算机理论证明,对解决某些问题,概率算法比确定性算法更为有效.量子图灵机非常类似于上面描述的经典概率图灵机,现在q ,s ,q ′,s ′相应地变成了量子态,而概率函数δ(q ,s ,q ′,s ′,d )则变成了取值为复数的概率振幅函数x (q ,s ,q ′,s ′,d ),量子图灵机的性质由概率振幅函数确定.正因为现在的运算结果不再按概率叠加,而是按概率振幅叠加,所以量子相干性在量子图灵机中起本质性的作用,这是实现量子并行计算的关键.量子计算机可以等效为一个量子图灵机,但量子图灵机是一个抽象的数学模型,如何在物理上构造出量子计算机呢?理论上已证明[9],量子图灵机可以等价为一个量子逻辑电路,因此可以通过一些量子逻辑门的组合来构成量子计算机.量子逻辑门按其输入比特的个数可分为单比特、二比特、及三比特逻辑门等.因为量子逻辑门是可逆的,所以其输入和输出比特数相等.量子逻辑门对输入比特进行一个确定的幺正变换,得到输出比特.Deutsch [10]最早考虑了用量子逻辑门来构造计算机的问题,他发现,几乎所有的三比特量子逻辑门都是通用逻辑门.通用逻辑门的含义是指,通过该逻辑门的级联,可以以任意精度逼近任何一个幺正操作.后来不少人发展了Deutsch 的结果,最后Deutsch 和Lloy d 各自独立地证明[11],几乎所有的二比特量子逻辑门都是通用的,这里“几乎”是指,二比特通用量子逻辑门的集合是所有二比特逻辑门的集合的一个稠密子集.实验上通常用一些具体的量子逻辑门来构造计算机.Barenco 等人[12]证明,一个二比特的异或门和对一比特进行任意操作的门可构成一个通用量子门集.相对来说,单比特逻辑门在实验上比较容易实现,现在的不少实验方案都集中于制造量子异或门.量子异或门和经典异或门非常类似,它有2个输入比特:控制比特和受控比特.当控制比特处于1>态,即在上能级时,受控比特态发生反转.用记号C12代表量子异或操作,其中1,2分别代表控制和受控比特,则有|n1>1|n2>2C12|n1>1|n1⊕n2>2,其中n1,n2取值0或1,⊕表示模2加.已有的用来实现量子异或门的方案包括:利用原子和光腔的相互作用[13];利用冷阱束缚离子[14];或利用电子或核自旋共振[15].在已实现的方案中,以冷阱束缚离子方案最为成功[16],我们稍详细地介绍这一方案.在冷阱束缚离子计算机中,N个离子经激光冷却后,束缚到一个线性势阱或环形势阱中,每个离子的两个内态作为量子比特的载体.离子受到势阱束缚势和相互间库仑排斥势的作用,在平衡位置附近作微小振动,可用简正模描述,量子化后即用声子描述.其中频率最低的模称为质心模.每个离子可以用不同的激光束来控制,在激光束的作用下,离子内态和离子集体振动的元激发———声子发生相互耦合.通过声子传递相互作用,可实现任意两个比特之间的异或操作.类似的想法还可以用来实现多比特的量子逻辑门,但目前只有二比特的量子逻辑门得到了具体的实验证实.原子光腔方案也有实验报道.原子和光腔的相互作用是量子光学中比较成熟的实验,但此方案的弱点是不易级联,难以形成复杂的逻辑网络.Gershenfeld等最近指出[15],利用宏观样品的自旋共振,经适当操作,也可以用来实现量子逻辑门,这种方案稳定性好,在理论上被认为很有前途.实验上,今年初美国的M IT 和Los Alamos小组已实现了包含3个量子比特的自旋系统,并成功地执行了1+1=2的运算.3 量子计算机的优越性及其应用与经典计算机相比,量子计算机最重要的优越性体现在量子并行计算上.因为量子并行处理,一些利用经典计算机只存在指数算法的问题,利用量子计算机却存在量子多项式算法,这方面最著名的一个例子当推Shor在1994年给出的关于大数因子分解的量子多项式算法.大数的因子分解是数学中的一个传统难题,现在人们普遍相信,大数的因子分解不存在经典的多项式算法,这一结果在密码学中有重要应用.密码学的一个新的方向是实现公钥体制.公钥体制中,加密密钥公开,可以像电话号码一样通知对方,而脱密密钥是保密的,这样仍然可以实现保密通信.公钥体制的核心在于,从加密密钥不能导致脱密密钥,即它们之间不存在有效的算法.最著名的一个公钥系统由Rivet,Shamir和Adleman提出,它的安全性就基于大数因子分解,因为对于经典计算机,后者不存在有效的多项式算法.但Shor却表明,利用量子计算机,可以在多项式时间内将大数分解,这一结果向RSA公钥系统的安全性提出严重挑战.Shor的算法的主要思想为,首先利用数论中的一些定理,将大数的因子分解转化为求一个函数的周期问题,而后者可以用量子快速傅里叶变换(FFT)在多项式步骤内完成.除了进行一些超快速计算外,量子计算机另一方面的重要用途是用来模拟量子系统.早在1982年,Fey mann就猜测,量子计算机可以用来模拟一切局域量子系统,这一猜想,在1996年由Lloy d证明为正确的[17].首先得指出,模拟量子系统是经典计算机无法胜任的工作.作为一个简单的例子,考虑由40个自旋为1/2的粒子构成的一个量子系统,利用经典计算机来模拟,至少需要内存为240≈106M,而计算其时间演化,就需要求一个240×240维矩阵的指数,这一般来讲,是无法完成的.而利用量子计算机,上述问题就变得轻而易举,只需要40个量子比特,就足以用来模拟.Lloyd 进一步指出,大约需要几百至几千个量子比特,即可精确地模拟一些具有连续变量的量子系统,例如格点规范理论和一些量子引力模拟.这些结果表明,模拟量子系统的演化,很可能成为量子计算机的一个主要用途.4 量子计算的困难及其克服途径量子计算的优越性主要体现在量子并行处理上,无论是量子并行计算还是量子模拟,都本质性地利用了量子相干性.失去了量子相干性,量子计算的优越性就消失殆尽.但不幸的是,在实际系统中,量子相干性却很难保持.消相干(即量子相干性的衰减)主要源于系统和外界环境的耦合.因为在量子计算机中,执行运算的量子比特不是一个孤立系统,它会与外部环境发生相互作用,其作用结果即导致消相干.Unruh[18]定量分析了消相干效应,结果表明,量子相干性的指数衰减不可避免.Unruh 的分析揭示了消相干的严重性,这一结果无疑是对量子计算机的信奉者的当头一棒.因为量子计算机本质性地利用了量子相干性,相干性的丢失就会导致运算结果出错,这就是量子错误.除了消相干会不可避免地导致量子错误外,其他一些技术原因,例如量子门操作中的误差等,也会导致量子错误.因此,现在的关键问题就变成,在门操作和量子存储都有可能出错的前提下,如何进行可靠的量子运算?Shor在此方向取得一个本质性的进展,这就是量子纠错的思想[19].量子纠错是经典纠错码的量子类比.在三四十年代,经典计算机刚提出时,也曾遇到类似的诘难.当时就有人指出,计算机中,如果任一步门操作或存储发生错误,就会导致最后的运算结果面目全非,而在实际中,随机的出错总是不可避免的.经典计算机解决此问题,采取的是冗余编码方案.我们以最简单的重复码来说明其编码思想.如果输入1比特信号0,现在可通过引入冗余度将其编码为3比特信号000,如果在存储中,3比特中任一比特发生错误,如变成001,则可以通过比较这3比特信号,按照少数服从多数的原则,找到出错的比特,并将其纠正到正确信号000.这样虽然在操作中有一定的错误率,计算机仍然能进行可靠运算.Shor的编码就是这种思想的量子类比.但在量子情况下,问题变得复杂得多.量子运算不再限制于态0>和1>,而是二维态空间中的所有态,因此量子错误的自由度也就大得多.另一个更本质的原因为,量子力学中有个著名的量子态不可克隆定理[20](我们将另撰文介绍),它指出,对一个任意的量子态进行复制是不可能的.因此对1个单比特输入态Χ>,无法将其编码为3比特输入态Χ>Χ>Χ>.这些困难表明,任何经典码的简单类比,在量子力学中是行不通的.但Sho r却给出了一个完全新颖的编码,他利用9个量子比特来编码1比特信息,通过此编码,可纠正9个比特中任一比特所有可能的量子错误.(关于量子纠错更进一步的介绍,可参看后续文章《量子编码》).Sho r的结果极其振奋人心,在此基础上,各种量子纠错码接二连三地被提出.最新的结果(尚未出版)表明,在量子计算机中,只要门操作和线路传输中的错误率低于一定的阈值,就可以进行任意精度的量子计算.这些结果显示出,在通往量子计算的征途上,已经不存在任何原则性的障碍.5 展望量子计算机的发展方兴未艾.纵观其发展过程,量子计算机研究中最突出的特点是物理学的原理和计算机科学的交融和相互促进.计算机不再是一个抽象的数学模型,物理原理对计算机计算能力和效率的限制愈来愈引起人们的重视.自从Shor提出大数的因子分解的量子算法后,基于量子并行处理的一些超快速算法接连地被发现,现在已形成一门新的研究领域:量子复杂性理论.另一方面,量子计算机中消相干的克服,在理论上和实验上都是人们最关注的问题,量子纠错方案被寄于高度厚望,在1996年,量子纠错理论成为研究中最热门的课题.与量子计算理论上的突飞猛进相比,量子计算机的实验方案还很初步.现在的实验只制备出单个的量子逻辑门,远未达到实现计算所需要的逻辑门网络.实验物理学家正在寻找更有效的制备途径,以克服消相干并实现逻辑门的级联.理论上虽然已提出各种量子纠错码,但在实验上如何利用量子编码来有效地克服消相干,这还是一个富于挑战性的问题.我们对此已进行了一系列研究(尚未出版),其目的是,根据量子计算机的具体物理模型,来寻找相应的最有效的消相干克服方案.总体来讲,实现量子计算,已经不存在原则性的困难.按照现在的发展速度,可以比较肯定地预计,在不远的将来,量子计算机一定会成为现实,虽然这中间还会有一段艰难而曲折的道路.参考文献[1]S.Lloyd,Scien ce261(1993),1569;S.Lloyd,S cienc e,263(1994),695.[2]D.DiVincenzo,Science,270(1995),255.[3]ndauer,IBM J.Res.Dev.,5(1961),183.[4]C.H.Bennett,IB M 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ys.Rev.A,52(1995),R2493.[20]W.K.Wootters,W.H.Zurek,Nature,299(1982),802.1998年第2期《物理》内容预告研究快讯纳米电子学中超高密度信息存储研究的新进展(庞世谨).知识和进展物理学中的第二片大沙漠———电介质物理学(李景德等);前沿与基础———宇宙物质和过程的研究与原子分子物理(曾 琴);非平衡定态相图新概念及其应用———激活低压金刚石气相生长热力学(王季陶);连续波氧碘化学激光器的新进展(周大正);分形发展三十年(黄 田匀);X射线驻波及其应用(麦振洪等);金属岛膜与金属颗粒膜的非线性光学效应(王取泉等);耦合共振在材料科学中的应用(张海峰等).物理学和经济建设多媒体技术的物理基础及应用(曹昌年等).实验技术β-C3N4的制备及若干问题探讨(陈光华等);断层最新活动年龄的ESR年代学研究及初步应用(梁兴中等).前沿和动态超冷原子陷阱中的精确光谱学(徐积仁);研究原子碰撞动力学的新型“动量显微镜”(冯宝华);界面电子的发射(邱文丰);声波导———研究非线性物理的工具(李贤徽);适用于自动语音识别的声道参数(俞铁城);1997年中国青年学者物理学(凝聚态物理)讨论会简讯(麦振洪);第七次亚洲及太平洋地区物理会议简讯(沈建平);和美国情报研究所两位来访者座谈简况(聂玉昕).。
