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分布式离子阱量子计算是一种将囚禁离子处理器作为计算节点,通过离子-光子纠缠连接各计算节点而建立的量子计算模型。在金融、化学、密码学等领域需要巨大的计算量,分布式离子阱量子计算有望突破这些领域现有方法的局限,从而获得广泛应用。对分布式离子阱量子计算的原理、现状进行分析和研究,并对未来可能的发展方向与应用场景进行展望。
量子计算具备可能超越经典计算的潜在能力,近年来在技术研究、应用探索及产业生态培育等方面取得诸多进展,整体发展进入快车道,已成为全球多国科研布局与投资热点。重点梳理分析量子计算关键技术研究进展、应用探索开展态势和产业生态培育等,并对未来发展趋势进行展望。
量子计算是一种结合量子力学原理的新型计算模式,能在解决特定问题场景中提供指数级别的算力提升,是学术研究和产业发展的热点。而离子阱系统是目前较成熟的通用量子计算平台之一。首先,对离子量子计算的基本原理进行了介绍;然后,探讨了离子量子计算的优缺点以及规模扩展的技术方案;最后,对离子量子计算商业化发展和应用现状进行了概述。
量子计算机软硬件尚不成熟,环境要求严苛,运维成本高,无法满足个人用户本地部署的要求,而云平台已成为量子计算科普教育、算法开发以及应用创新的试验床。在介绍量子计算云平台国内外发展现状及其服务模式分类的基础上,总结提出通用功能架构模型,进一步分析量子计算云平台发展前景,并针对面临的主要挑战提出未来发展建议。
量子计算与经典计算相互配合,可以充分发挥现阶段量子设备的潜力,从而加速计算过程。另外,量子计算的特性决定了即使到了实现容错量子计算阶段,也仍然需要经典计算的配合。根据国内外研究者提出的量超协同方案以及各企业已经发布的量子操作系统,阐述了现阶段量超协同的基本框架与后续的关键技术难点,并对我国未来量超协同的发展前景进行了展望。
集成量子存储器在大规模量子网络建设中将扮演核心作用。近年来,人们致力于实现高性能集成光量子存储器件,其中基于稀土掺杂固体材料的集成固态光量子存储器件具有显著优势。此类量子存储器有望支持长时间、高效率、高保真、大带宽和多模式的光量子存储,还易与其他量子功能器件直接集成,发展全集成的量子信息器件。回顾了不同集成固态光量子存储器件的研究进展,包括掺铒石英光纤、钛扩散掺杂铌酸锂波导、飞秒激光直写掺杂波导和聚焦离子束刻蚀掺杂器件等,比较分析了各自的特点、潜力和挑战。
相干态连续变量量子密钥分发技术是量子保密通信的重要手段,其通过制备、传输和测量高斯调制或离散调制的相干态来实现具有理论无条件安全性的密钥提取,具有与经典光通信产业兼容性高、中短传输距离下安全码率高、可支持点对多点密钥分发等优势,适合在城域和接入网中大规模部署。调研综述了连续变量量子密钥分发技术的协议、安全性理论、系统化与网络化发展现状,针对城域网和接入网应用场景下的连续变量量子密钥分发关键技术进行了梳理,并对连续变量量子密钥分发技术未来发展趋势进行了展望。
量子信息网络旨在连接多个量子处理器节点,提供量子计算机和量子传感器等量子信息系统之间的互联组网能力,是未来量子信息技术发展演进和融合的重要方向之一。对量子信息网络的关键技术原理、核心使能组件以及未来技术发展关注点进行综述,为相关领域的研究与应用探索提供参考。
量子磁场测量技术可实现磁场测量灵敏度的跨越式发展,近年来成为世界各国及地区的研究热点。首先对量子磁场测量技术的发展进行了简述,然后介绍了量子磁场测量技术在生物磁场成像领域的应用,最后分析了量子磁场测量技术的两大重要应用方向(心磁图仪和脑磁图仪)及其产业现状和未来发展趋势。
当前,在信息技术发展过程中,开源软件与标准深度融合,优势互补,协同推动技术创新。与此同时,二者结合产生的知识产权冲突也引发业界关注。先比较了开源软件与标准的差异,然后分析了开源软件与标准协同发展的模式及优势,在此基础上,从知识产权政策冲突与知识产权风险两个方面详细阐述了开源软件与标准协同发展中可能存在的知识产权问题。
生成式人工智能的快速发展引起全社会广泛关注。生成式人工智能在推动相关产业发生重大变革的同时也因技术滥用引发个人信息保护风险。通过分析当前存在的问题并梳理国内外治理进展,从治理理念、合规体系、技术基础、服务保障四方面提出以统筹发展与规范为核心的治理策略建议。
随着新型业务涌现和IP网络技术的不断演进,云网融合步入新阶段,展现出数字化、智能化和服务化的发展特征。其中智能化需要结合相关的人工智能技术,而深度学习和深度强化学习是常用的人工智能算法。图神经网络等技术的发展,也使得深度学习和深度强化学习分别在图信息表示和最优化问题处理方面的能力得到本质提升。IP网络可以用图结构抽象化表示,相关的预测和优化问题可以用深度学习和深度强化学习算法处理和求解。因此阐述了深度学习和深度强化学习在流量预测、网络规划和流量工程3个场景下的相关算法与应用,分析了在实践过程中可能面临的问题与挑战。