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【科技】量子计算机终于要从科幻走进现实了么?
至少半个世纪了，市场可谓是给足了耐性等待这个决战21世纪利器的诞生。从20世纪30年代奥地利物理学家那个可怜的“薛定谔的猫”的量子叠加实验到去年商业机构IBM发布三项研究新纪录，再到最近谷歌和美国国家航空航天局(NASA)相继掏出真金白银高购买时，世人开始相信量子计算机(Quantum Computer)这部神器要从科幻走进现实了。不过，一直以来，关于量子计算机的研究成果，大部分都是那些离奇又冠冕堂皇的理论，大多数人对量子计算机的认识几乎只是只闻其名而不知其意。赶在精英计算机设计师们为我们老百姓研制出这部神器之前，先提前开堂“量子时代”的公开课吧。
量子计算机的运算能力到底有多强大?用我国中科院量子信息重点实验室负责人郭光灿的话来解释会比较直观一点，“电子计算机出现的时候，人类之前赖以使用的运算工具算盘就显得奇慢无比。同样的道理，在量子计算机面前，现在我们使用的电子计算机也会成为那把不折不扣的算盘。”
号称拥有“闪电般”运算速度量子计算机若能变为现实，学术界普遍认为它那超强的运算速度能把目前任何一台超级计算机通通埋进泥土，再次借用上述人士婉转一点的观点就是：人类一旦掌握了这种强大的运算工具，这些奇妙的“量子”将会把人类文明带进崭新的时代。注：在某些类型的测试中，量子计算机比传统计算机快1.1万倍
据悉，量子计算机之所以如此神猛，皆因其存储器的数据储存能力是传统存储器的2n倍，随着存储器的位数n指数增长，当n=250时，该台小型量子计算机可以存储的数据比现在所知的宇宙中原子的数目还要多。举个例说，1994年人们采用1600台工作站实施经典的运算，足足花了8个月将数长为129位的大数成功地分解成两个素数相乘，但若采用一台量子计算机去运算，只需要1秒钟就可以破解。
未来如果量子计算机可以轻松实现量产，我们可以有些什么好处?游戏迷们可以轻松地同时运行数千个《孤岛危机》(游戏);科学家们也可以更加准确地进行天气预报，甚至可以预测如地震、海啸等自然灾害;至于DNA序列的计算，则只需花上几分钟的时间(现在需要数日)。或许我们还可以建造一座像Matrix(《黑客帝国》)一样的虚拟世界，可以用拥有与人脑思考速度(每秒500万亿字节)一样快的设备实现读心，甚至心灵感应。因而，量子计算机一直被科学家们视之为划时代的科学革命成果。
这一次谷歌、美国国家航空航天局(NASA)以及一所大学花费1500万美元购入的这台D-Wave Two量子计算机，将有望提高谷歌的搜索结果以及语音识别、图像识别的准确度;NASA则可以它模拟太空气象、行星大气层、星系碰撞，研究磁动流体力学、超音速飞行器以及处理大量数据等;而大学的研究人员则可以更好地研究疾病、气候等问题。碰巧小编在互联网上搜得《科技万有瘾力》一文，估计借用来说清楚这台神器也够用了，接下来就偷偷懒吧。量子计算机终于要从科幻走进现实了么?
谈到量子计算机，不得不提的就是加拿大的那家名为D-Wave的公司，从1999年开始，这家名不经传的小公司就开始致力于研究如何盘活这笔未来生意。
2007年，该公司就发布了号称全球第一台商用量子计算机的原型机：采用16位量子比特处理器的Orion(猎户座)。当时有科学家预言：到真正生产商业化应用的机器还有至少20到50年的时间。不过，这位科学家很快就被打脸。2011年，D-Wave卷土重来发布了全新产品D-Wave One，这一次它的处理器达到了128量子比特，比前代产品大大提升，一台售价高达1000万美元。注：D-Wave的创始人罗斯与量子计算机的部件在一起
尽管近乎天价，D-Wave还是成功拿到了第一张订单，美国知名的军备制造商洛克希德·马丁已经购买了一台D-Wave One并将其用在一些复杂的项目上，比如F-35战斗机软件错误的自动检测。2012年10月，D-Wave公司获得了来自亚马逊创始人及CEO贝索斯(Jeff Bezos)以及美国中情局(CIA)下属投资机构总计3000万美元的投资。注：好东西军方先用?还是希德·马丁公司当了冤大头?
今年年初，D-Wave Two 量子计算机面世，其处理器达到了 512 量子位，是目前商用市场上最强大的量子计算机。其售价也随计算能力飙升，达到1500 万美元——然后就是本文开头发生的事情，获得了谷歌和NASA的订单。对这家公司来说，尽管量子计算机的商业化道路很漫长，但“拼口才不如拼实力”的策略似乎让让它成功了。众巨头竞相为之折腰、被视为摩尔定律终结者的“未来计算机”究竟是什么?
量子计算机的设想最早是美国物理学家费曼于1982年提出的。他发现，分析模拟量子物理世界所需要的计算能力远远超过了经典计算机所能达到的能力，而用实验室中一个可控的量子系统(比如：一台量子计算机)来模拟和计算另外一个我们感兴趣的量子系统(比如：宇宙)，会非常高效。注：理查德·费曼 Richard Feynman()
与传统计算机类似，我们完成量子计算所操纵的最基本单元也是比特，只不过是量子世界的“比特”。对于传统计算机来说，一个电路不是“开”就是“关”，相对应的一个传统比特不是0就是1。
对于量子计算机来说，一个量子比特可以同时表示0和1，两个比特就能表示00、01、10、11四种状态(即2的2次方)。因此理论上，只要有300个量子比特，其承载的数据就能是2的300次方，这将超过整个宇宙的原子数量总和。而300个传统比特能够承载的数据只2的300倍。简而言之，量子计算机的运算能力将是目前传统计算机所无法比拟的。D-Wave的产品真的是量子计算机么?
上述“利用N个量子能够承载2的N次方的数据量”叫做“量子门电路”，是一般科学界所说的量子计算机的原理，但D-Wave似乎并非基于这个原理。注：量子比特原理图
D-wave的芯片利用的计算技术名为量子退火，与量子门电路是非常不同的。举例说，能在量子门电路上运行的、有可能瓦解一切密码的一种算法，实际上不能在D-wave的芯片上运行。
当然D-Wave声称，在处理“优化”问题的运算上，其产品胜过传统计算机还是毫无压力，谷歌这次购买D-Wave Two拥有超过传统计算机1万倍到5万倍的运算能力。
所以，严格意义来讲D-Wave并非一般说的量子计算机;并非通用的计算机，它只能作为传统计算机的辅助，解决一个特定的问题。但由于“优化”是一个牵涉广泛的问题，因此D-Wave还是大有用武之地。且期待谷歌和NASA联手建立的实验室的能放出什么大招吧。注：D-Wave的系统需要在绝对零度高千分之几度的极端低温下才能运作，图为D-Wave冷却和屏蔽装置的一部分
当然，如果将量子计算机定义为关键的计算过程依赖于量子效应的计算机的话，D-Wave仍可以被称为量子计算机。D-Wave公司大打“量子计算机”旗号圈钱，也不算欺诈。
一般意义上的通用型量子计算机基于量子力学的基本原理，能够承载的运算数据量甚至能够超过全宇宙的粒子数目。但是，学界认为D-Wave公司的产品并非一般意义上的通用型量子计算机。距离“真正的”量子计算机问世，还将有10～30年的长路要走。量子计算机何时能够普及?
在D-Wave大出风头的同时，还有其他的公司和研究机构在开发量子计算芯片。量子内存和量子交换机也正在研究中。
虽然理论上300个量子比特就能赋予计算机难以想象的运算能力，但现实中需要对计算过程进行纠错，所以需要很多个物理比特才能获得一个可容错的逻辑比特。估计需要大概1000个逻辑比特才能获得超越经典计算机的计算能力。目前人们已经实现了16个量子比特的通用量子理器距离1000个，还有很远的路要走。(D-Wave Two拥有512个量子比特，但无法进行通用量子计算。)
用D-Wave公司创始人名字命名的“罗斯定律”将取代摩尔定律距离一台靠谱的量子计算机出现所需时间，可以进行如下估计：1995年，2个量子比特的处理器诞生;15年过去了，这个数目增加了接近10倍。如果量子计算机的发展进程如同经典计算机一样，规模随时间指数递增的话，那么30年后，量子比特数会达到1000这个量级，通用的量子计算机有可能出现。
或许，我们无需等待这么久。去年2月，老牌巨头IBM宣布在量子计算领域再次取得重大进展。IBM公司估计，再用10到15年，就可以制成可靠的量子计算机。
去年，法国物理学家塞尔日·阿罗什(Serge Haroche)和美国物理学家戴维·维因兰(David Wineland)被授予诺贝尔物理奖，以表彰他们提出了突破性的实验方法，使测量和操控单个量子体系成为可能，向着建造基于量子物理的新型超快计算机迈出了第一步。量子计算会是潘多拉魔盒么?
量子计算机的强大运算能力在造福人类的同时，也将引发一系列的问题。首当其冲的是密码安全问题。例如，如果想要解密一个1000位的密码，那么需要调用目前全球的计算资源才有可能实现。但是从理论上讲，一台量子计算机在几个小时内就能解决这一问题。在量子计算机面前，目前世界上最复杂的密码也会变得不堪一击。这意味着互联网上将不再有秘密可言，人类需要重新设立一套与现在完全不同的信息加密系统。
注:被量子计算机摧毁的将是传统二进制密码.而同样基于量子理论的“量子密码”号称永不可破解
其次，量子计算机或将开启人工智能“自主进化”的潘多拉魔盒。目前的整个互联网的计算机数目，大致上等于一个人脑的神经元数目，恐怕不足以支撑具有自我意识的人工智能;而未来的强力量子计算机，单机就将有近乎无限的运算能力。
并且，模仿人类的学习方式、创造力和判断力，正是量子计算机所擅长的运算——事实上，谷歌正打算将D-Wave Two用于解决人工智能问题。有一种观点认为：真正的人工智能不是由人类所制造，而是由机器人“自主进化”得来。一旦机器获得智能，将以远超过人类的迭代速度进化——对于血肉之躯的人类而言，一代至少是20年，而对于机器，可以在段时间内完成数万代的智慧进化。
目前的人类文明正在“爆炸式”，近现代数百年间发生的变化甚至超过了过去数万年。如果机器进化保持、甚至大大加快“爆炸”的话，数万代后的机器文明将达到极高的智慧程度，“它”看待人类，恐怕也就跟人类看待虫豸没差别吧。编者按：
谷歌的举措引发了全球范围内源源不断的跟随者，据海外媒体报道，黑莓投资人迈克·拉扎里迪斯和道格弗莱金已经联手投资一亿美元，培育足以引领下一波计算领域浪潮的量子科学技术，企图助力将量子计算机商用化。与此同时，受此利好消息全球的量子计算机的概念股价也在节节攀升中。
一旦量子计算机的能力超越传统计算机，后者将永远无法赶超量子计算机。所以，世人都在期待量子计算技术即将如何引爆人类的智能革命，然而我们也忽略了一个很重要的问题，这条陡峭的增长曲线是否也会换走了我们珍贵的隐私世界，最后我们会不会自己革了自己的命?计算机的设计精英们茶余饭后最好别忘了去问问哲学家。摘自
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&2016 开心网电磁脉冲武器：从科幻走进现实
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原标题：电磁脉冲武器：从科幻走进现实
电磁脉冲武器爆炸模拟图。 　　还记得电影《黑客帝国》里一瞬间瘫痪乌贼机器人的武器吗？《瞒天过海》里让赌城瞬间停摆的仪器吗？又或者《007：黄金眼》里由前苏联政府开发的卫星武器？如果你看过这些电影，应该不会对电磁脉冲武器（EMP）感到陌生。这一出现在电影里的高科技武器可能已经开始对人类的生活产生影响。 　　1 威力有多大 　　可使整个军营的计算机陷入瘫痪 　　如果人在电磁脉冲发生时接近受影响的电子设备，则可能因为瞬间产生的超高电压而灼伤、休克，甚至死亡。 　　电磁脉冲炸弹被认为是21世纪规模最大的破坏性武器，可以对电子信息系统、指挥控制系统和网络信息系统产生巨大威胁，号称信息时代的“第二原子弹”。 　　世界各军事强国的电磁脉冲打击武器正在走向实用化。美国海军作战部部长拉夫?黑德上将曾说，这种电磁脉冲炸弹是“革命性的作战武器”，“决不能让美军错过了这种武器”。 　　据美国媒体5月报道，多年来，作为“反电子设备高功率微波先进导弹工程”(Champ)的一部分，科学家一直想创造出这样的武器。而美国空军近日宣布，他们已经掌握了该项先进技术，并可以配合隐形联合空地防区外导弹(JASSM)一起展开部署。而Champ将成为一种改变战争面貌的远射武器。由于轰炸机和战斗机都可以发射JASSM导弹，JASSM导弹将成为部署Champ的理想平台。 　　早在2012年，波音公司就曾在一次长约一小时的飞行中对该武器进行试验，成功使整个军营的计算机陷入瘫痪状态。在波音公司进行的试验中，导弹低低地飞过犹他测试与训练场上方，向七个目标发射了电磁脉冲，结果永久摧毁了它们的电子系统。波音公司表示，这次测试已经成功到“没有办法用摄像机进行记录”。 　　日本防务专家凯尔?沟日前在美国《国家利益》网站上发表了《5种永远不该使用的武器》的文章，电磁脉冲武器赫然位列其中。他说，大多数战争武器，从手枪到战斗机，通常都被认为是合法的，而且（考虑到使用它们的目的是枪杀）还算是相当仁慈的战争工具。然而有一些武器（无差别和不人道的杀人武器）有可能打击到非战斗人员，甚至影响全球范围的人类文明。还有一些武器，会给人造成难以忍受的伤害，导致长时间痛苦并死亡。 　　虽然电磁脉冲对生物体几乎不会造成直接影响，但如果在电磁脉冲发生时接近受影响的电子设备，则可能因为瞬间产生的超高电压而灼伤、休克，甚至死亡，同时也可能因为电子设备受到电磁脉冲影响而短路，造成爆炸或火灾等伤害。 　　2 来头是什么 　　源自美苏两国进行的氢弹引爆试验 　　1963年，美国在太平洋海岛约翰斯顿岛上空400公里处进行核爆试验，距离其数千公里外的檀香山、夏威夷群岛却深受影响，警报器、电子通信监视指挥系统相继失灵。 　　电磁脉冲炸弹的产生源自美苏两国进行的氢弹引爆试验。日，美国在太平洋海岛约翰斯顿岛上空400公里处进行空中核爆试验，距离其数千公里外的檀香山的数百个警报器全部失灵，瓦胡岛的照明变压器全部被烧坏，檀香山与威克岛的远距离短波通信也突然中断。 　　此外，距离爆炸中心投影点1300公里的夏威夷群岛上，美军的电子通信监视指挥系统也相继失灵，整个岛上防盗警报器响个不停，街灯熄灭，电器被烧毁。甚至连距离爆炸中心5000公里的澳大利亚都受到了影响。无独有偶，苏联进行的相关氢弹爆炸试验也导致数千公里内的电子设备被烧毁，甚至苏军的雷达也被烧坏，通信线路全部中断。 　　经过数年的研究，人们终于发现，原来氢弹类的原子弹爆炸不仅会产生冲击波、光辐射、核辐射和放射性污染，还会产生电磁脉冲效应。氢弹爆炸产生的密集的α射线和γ射线会从大气中电离出大量高速运动的电子，继而在空中产生强大的电场。在爆炸中心附近几公里内的电场强度可以达到数万伏/米，不断变化的电场又会激励出磁场，瞬间产生的电磁场会以光速传播并产生强大的电磁脉冲，从而导致地面上的电器产生感应电磁场，继而将电子设备烧毁。 　　3 如今何状态 　　已转向非核型电磁脉冲武器 　　非核电磁脉冲武器的机理和打击威力某种程度上不亚于原子弹，但没有核武器那样大规模的杀伤力。 　　在全球反核浪潮下，军事强国开始了解核弹带来的影响极为可怕，利用核爆产生EMP的破坏效能代价太高，也可能遭到对手的核报复。因此，美国军方也希望找到一种以非核爆形式而能得到高能电磁脉冲的方法，最终美国在1980年代后期取得成果，即“高功率微波弹”。 　　高功率微波弹的主要原理，是以炸药和化学燃料的爆炸能为能源，并用高功率脉冲发生器替代核爆炸产生的局部强力EMP破坏电子设备。这类武器体积小、重量轻，便于携带与投掷，可由飞机、导弹或火箭等载具搭载投射。 　　早在1985年，美国在制定“战略防御倡议”计划时，就把高功率微波武器列为其空间武器发展的主攻项目，重点研究电磁武器的杀伤机理。1993年美国进行了代号为“竖琴”的电磁脉冲武器试验，通过天线群向电离层发射电磁脉冲，试验成功阻断了通信并摧毁来袭的导弹。 　　海军军事专家李杰表示，非核电磁脉冲武器的机理和打击威力某种程度上不亚于原子弹，但没有核武器那样大规模的杀伤力。以航母为例，当遭到非核电磁脉冲武器时，可能会让所有的雷达、通信设施、指挥设施全部瘫痪，从而使舰载武器变成废铁。 　　4 怎么来对抗 　　反制装置能帮助进行侦测 　　那些或许会受到EMP武器攻击的对象，可以凭借反制装置提供的资讯，建立一个快速并且适当的防护方式。 　　尽管在好莱坞电影里，这些EMP武器能造成的破坏力与影响被娱乐效果夸大，但我们却不得不注意到，来自德国的弗劳恩霍夫研究所，已经发展出能够抵挡EMP武器的装置。 　　然而，弗劳恩霍夫研究所开发出的装置并不能真正抵挡EMP武器对电子设备的瘫痪效果，它只能侦测EMP攻击的强度、频率和位置。 　　该装置透过涵盖360度的四个天线，可以探测“各种形式的电磁辐射源”，在保护盒里则是一个用来推断电磁脉冲何时开始与结束的“高频率模组”。电脑则是将收集到的资料运算统合出EMP的来源、持续时间以及是哪一种EMP（核能的、非核能的等）。 　　“那些受到攻击影响的可以凭借这些资讯，建立一个快速并且适当的防护方式”，研究所发言人迈克?乔斯特说。（文/新京报记者 韩旭阳）
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人 民 网 版 权 所 有 ，未 经 书 面 授 权 禁 止 使 用
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by .cn. all rights reserved激光武器从科幻走进现实 2016年投入使用[图]
美军试射激光武器资料照片。图片来源:北京晚报
&&& 4架无人机被击落
英国《每日邮报》20日报道,美国海军与雷神公司合作研发这款激光武器,5月在加利福尼亚州附近、距洛杉矶市不足170公里的海域实施秘密试射。
美方本月19日在英国法恩伯勒国际航空展披露的画面显示,一架无人驾驶飞机以超过480公里时速从太平洋上空飞过,被3公里以外一艘军舰发射的激光命中。参展方介绍,这次测试共击落4架无人驾驶飞机。
按照雷神公司定向能武器部门负责人迈克·布恩的说法,“对无人驾驶飞机而言,那是糟糕的一天;对激光技术来说,那是不错的一天。”布恩说,这是武器史上首次利用激光束成功击落飞过海面的飞机,“比‘星球大战’更真实”。
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工业机器人从科幻走进现实
来源：南方日报(广州)
在东莞市厚街广东国际展览中心，参展企业展出机械手臂。胡国球 摄
　　(记者/段思午 戴双城 实习生/钟靖琪 周采妍)交通高峰期我们开车出门，遇到的是一个红灯接着一个红灯，这样的状况能否得到改变？能不能在小区就能做体检？……在此次2014中国(东莞)国际科技合作周上，已经出现了相关的智慧城市技术，这些问题都可以得到解决。
　　“智能制造”“智慧城市”是本届中国(东莞)科技合作周的两大主题。许多过去在科幻片中才能见到的技术正在逐渐走入工业生产和社会生活。
　　工业机器人将迎来春天
　　在活动现场，机器人综合展区人头攒动，10多家来自全国各地的工业机器人厂家现场摆放的各种正在工作的工业机器人吸引了大部分参观者的目光。
　　省科技厅产学研结合处副处长陈建敏说，广东省在汽车、电子信息、家电、陶瓷等产业机器人需求量比较大。其中，汽车产业在冲压、焊装、涂装、总 装四个主要过程均对机器人有较大的需求，预计对智能机器人产业拉动规模达400亿元。电子信息产业工艺流程中涉及到大量专业设备和复杂的流程控制及检测环 节，对智能机器人产业拉动规模超过550亿元。广东家电业对智能机器人应用需求主要集中在装配、喷涂、搬运等方面，对智能装备应用需求总计超过200亿 元。广东陶瓷产业原有产业线改造智能装备需求约为45亿元。
　　数据显示，近5年来，东莞共有66%的企业投入资金开展了“机器换人”工作，92%的企业表示未来两年将继续加大投入或准备开展相关工作，已开展“机器换人”的企业中，有49%的企业节省生产人员10%以上，20%的企业节省生产人员30%以上。
　　东莞市副市长贺宇透露，截至2013年底，东莞拥有供应机器人装备制造商的数目为36家，工业总产值约14.53亿元，从业人员超过3600 人。目前东莞正在全力申请成立广东省智能机器人协同创新研究院，并将连续3年从科技东莞工程专项里支出3500万元支持机器人产业的发展。
　　“钢铁侠”不是梦
　　位于莞城的广东智谷联创投资管理有限公司在合作周上专门展出了智慧家居系统。该公司的合作商奥博智能的员工王文辉现场展示公司智能产品。他通 过手机上的“奥博智能”APP，可以将现场的窗帘合上，将挂在墙上的空调打开等。王文辉说，相关的技术非常简单，现在普通家庭都装有网络，他们可以帮助有 需求的家庭利用网络构建一个局域网，将所有需要控制的东西连到信号接收器上，然后用手机上的APP就可以实现控制。
　　广东智谷联创投资管理有限公司的熊梅虎说，智谷联创就是将类似奥博智能一类的公司集中起来，想成整个小区的解决方案，每家公司从事智能家居的 一个方面。比如说医疗，他们和另外一家公司合作，可以在小区专门设置一台检查仪，居民不用走出小区，就可以体检，所有的数据都可以实现云存储，可以供医生 随时调阅。
　　北大东莞光电研究院发布了三款新产品，包括第四代半导体电视、微型投影仪和L-HUD抬头显示设备。据介绍，三款产品均已实现工业化生产阶段，最快将在2015年春节后陆续上市。
　　研发人员表示，第四代半导体电视以半导体发光二极管(LED)作为光源，采用超短距设计，在很小的室内空间可以实现短距投放100寸，甚至更 大的高清影像显示，实现了真正意义上的无屏电视。“简单来说，使用投影仪后，只要有一堵墙，就能投放出影像。完全可以取代电视机。”
　　技术人员表示，随着新材料、新技术的应用，未来制造类似“钢铁侠”的装备也不再只是一个梦想。
　　作者：段思午 戴双城 钟靖琪 周采妍
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