量子計(jì)算的定義精選(九篇)

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第1篇：量子計(jì)算的定義范文

Mirco A.Mannucci The University of Queensland,Australia

Quantum Computing for

Computer Scientists

2008, 384pp.

Hardcover

ISBN 9780521879965

N.S.揚(yáng)諾夫斯基等著

量子計(jì)算是計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)和物理學(xué)的交叉學(xué)科。在跨學(xué)科研究領(lǐng)域中,量子計(jì)算開創(chuàng)了量子力學(xué)的許多出人意料的新方向,并拓展了人類的計(jì)算能力。本書直接引領(lǐng)讀者進(jìn)入量子計(jì)算領(lǐng)域的前沿,給出了量子計(jì)算中最新研究成果。該書從必要的預(yù)備知識出發(fā),然后從計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度來介紹量子計(jì)算,包括計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、編程語言、理論計(jì)算機(jī)科學(xué)、密碼學(xué)、信息論和硬件。

全書由11章組成。1.復(fù)數(shù),給出了復(fù)數(shù)的基本概念、復(fù)數(shù)代數(shù)和復(fù)數(shù)幾何;2.復(fù)向量空間,以最基本的例子Cn空間引入,介紹了復(fù)向量空間的定義、性質(zhì)和例子,給出了向量空間的基和維數(shù)、內(nèi)積和希爾伯特空間、特征值和特征向量、厄米特矩陣和酉矩陣、張量積的向量空間;3.從古典到量子的飛躍,主要內(nèi)容有古典的確定性系統(tǒng)、概率性系統(tǒng)、量子系統(tǒng)、集成系統(tǒng);4.基本量子理論,主要有量子態(tài)、可觀測性、度量和集成量子系統(tǒng);5.結(jié)構(gòu)框架,主要包括比特和量子比特、古典門、可逆門和量子門;6.算法,包括Deutsch算法、Deutsch-Jozsa算法、Simon的周期算法、Grover搜索算法和Shor因子分解算法;7.程序設(shè)計(jì),包括量子世界的程序設(shè)計(jì)、量子匯編程序設(shè)計(jì)、面向高級量子程序設(shè)計(jì)和先于量子計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算;8.理論計(jì)算科學(xué),包括確定和非確定計(jì)算、概率性計(jì)算和量子計(jì)算;9.密碼學(xué),包括古典密碼學(xué)、量子密鑰交換的三個協(xié)議(BB84協(xié)議、B92協(xié)議和EPR協(xié)議)、量子電子傳輸;10.信息論,主要內(nèi)容有古典信息和Shannon熵值、量子信息和馮•諾依曼熵值、古典和量子數(shù)據(jù)壓縮、錯誤更新碼;11.硬件,主要包括量子硬件的目標(biāo)和挑戰(zhàn)、量子計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)、離子捕集器、線性光學(xué)、NMR與超導(dǎo)體和量子器件的未來。最后給出了5個附錄,附錄A量子計(jì)算的歷史,介紹了量子計(jì)算領(lǐng)域中的重要文獻(xiàn);附錄B習(xí)題解答;附錄C 使用MATLAB進(jìn)行量子計(jì)算實(shí)驗(yàn);附錄D 了解量子最新進(jìn)展的途徑:量子計(jì)算的網(wǎng)站和文獻(xiàn);附錄E選題報(bào)告。

本書適合計(jì)算機(jī)科學(xué)的本科學(xué)生和相關(guān)研究人員,也適合各級科研人員自學(xué)。

陳濤,碩士

(中國傳媒大學(xué)理學(xué)院)

Chen Tao,Master

第2篇：量子計(jì)算的定義范文

白熾燈、熒光燈、高壓鈉燈、高壓汞燈等傳統(tǒng)光源，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和生物領(lǐng)域，存在低生物光效、高能耗和高運(yùn)行成本的不足，以人工光植物工廠為例，光源能耗費(fèi)用約占系統(tǒng)運(yùn)行成本的40%～60%。相對于傳統(tǒng)照明，LED光源能形成與植物光合作用及其形態(tài)建成基本吻合的光譜吸收峰值，具有效率高、耗能小、無汞污染、精準(zhǔn)波長、系統(tǒng)智能可控等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)節(jié)能達(dá)50%以上，在溫室補(bǔ)光、植物組培、植物工廠以及遺傳育種等眾多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

本文梳理了植物生長用LED光照的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展，并探討植物生長用LED照明標(biāo)準(zhǔn)體系框架。國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）自2012年起開始植物生長用LED光照標(biāo)準(zhǔn)化工作，2013年第1項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CSA021-2013《植物生長用LED平板燈 性能要求》；之后，推動制定國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32655《植物生長用LED光照術(shù)語和定義》、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CSA 032-2016《植物光照用LED燈具通用技術(shù)規(guī)范》等。

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CSA 021-2013《植物生長用LED平板燈性能要求》

植物生長用LED照明產(chǎn)品形式眾多，如平板燈、雙端燈、柔性燈帶等，并將隨著技術(shù)的發(fā)展而逐步變化。在2013年前后，LED平板燈主要應(yīng)用在組培育苗。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了植物生長用LED平板燈的術(shù)語和定義、分類與命名、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容上顯示出植物生長用LED光源的基本衡量指標(biāo)，與生活照明用光的參數(shù)差異較大。

該標(biāo)準(zhǔn)定義了植物生長用LED平板燈的主輻射波長，是指輻射波長范圍為600～700 nm的紅-橙輻射波段和400～500 nm的藍(lán)-紫輻射波段，以此為基礎(chǔ)定義藍(lán)-紫輻射照度、紅-橙輻射照度，進(jìn)而定義了紅藍(lán)輻射照度比；該標(biāo)準(zhǔn)基于物理量定義了總輻射通量（單位：W）、總輻射照度（單位：W/m2），以支撐植物生長LED光照領(lǐng)域的生產(chǎn)、檢測、驗(yàn)收等工作。標(biāo)準(zhǔn)定義了光合光子通量密度[單位：μmol/（m2?s）]，指是植物進(jìn)行光合作用時單位時間內(nèi)單位面積上接收到的燈發(fā)射的一定波長范圍內(nèi)的光子數(shù)目，但因?yàn)橹参镞M(jìn)行光合作用接收到的光子數(shù)目不好計(jì)量，其技術(shù)要求并未體現(xiàn)在該標(biāo)準(zhǔn)中。

該標(biāo)準(zhǔn)提出了植物生長用LED平板燈應(yīng)該符合的GB7000基本安全要求，控制裝置符合GB19510.14、GB/T 24825要求，電磁兼容性能要求；在電氣特性方面，規(guī)定了功率、功率因數(shù)要求；在輻射性能方面，規(guī)定了初始輻射通量/輻射效率、輻射強(qiáng)度分布、射照度和紅藍(lán)輻射照度比、輻射照度的均勻性；在輻射光譜特性、壽命特性等方面也作出了要求。

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CSA 032-2016《植物光照用LED燈具通用技術(shù)規(guī)范》

該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)關(guān)注LED燈具產(chǎn)品通用的技術(shù)性能及其評價(jià)指標(biāo)。由于應(yīng)用于植物光照產(chǎn)業(yè)的燈具產(chǎn)品種類繁多，規(guī)格型號各有不同，性能質(zhì)量良莠不齊，亟需建立相對統(tǒng)一的性能指標(biāo)的判別和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。由于這一產(chǎn)業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)，盡早推出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，便于引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)品定位，但因?yàn)橛行┘夹g(shù)性能的評價(jià)不夠成熟，有些參數(shù)（如光子通量效能、光源的光譜分布與植物光譜的吻合程度分等）的要求有待進(jìn)一步完善。

該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的要求，補(bǔ)充了根據(jù)植物光合循環(huán)模式分類的C3植物、C4植物、CAM植物等術(shù)語。按照燈具用途、植物光合作用方式、控制方式對植物光照用LED燈具進(jìn)行了分類。對植物生長用LED燈具的安全性能、結(jié)構(gòu)外觀、電學(xué)性能（功率、功率因數(shù)）、光學(xué)性能、可靠性、電磁兼容性等進(jìn)行了規(guī)范，對燈具的光子通量效能進(jìn)行了分級，針對技術(shù)要求給出了檢測方法。

在結(jié)構(gòu)外觀要求中，對燈具表面的防腐（達(dá)到WF2）、抗紫外線老化等提出了要求；在光學(xué)性能要求中，規(guī)定了光子通量、光子通量效能[實(shí)測值不應(yīng)低于0.7 μmol/（s?W）]、光譜分布、配光曲線等參數(shù)要求；可靠性部分主要針對光子通量維持率、環(huán)境適應(yīng)性做了要求；在燈具的能效分級中，首先對應(yīng)高壓鈉燈[1.9 μmol/（s?W）]和熒光燈[1.3 μmol/（s?W）]的光子通量效能關(guān)鍵點(diǎn)，將LED光源的光子通量效能分為三類：一類[ηP≥1.9 μmol/（s?W）]、二類[1.3 μmol/（s?W）≤

ηP1.9 μmol/（s?W）]和三類[（0.7 μmol/（s?W）≤

ηP1.3 μmol/（s?W）]。其次，按照光源光譜分布的吻合程度將光源按不同緯度可以分成3個類別或3個等級，能效等級的劃分同時考慮光源的光子通量效能和光譜分布的吻合程度2個因素，綜合上述2個因素，將能效分為3等3類共9級。

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32655-2016《植物生長用LED光照 術(shù)語和定義》

該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)定義的術(shù)語內(nèi)容大體上分2個部分：一部分是有關(guān)植物生長方面的內(nèi)容，主要來自我國生產(chǎn)、教學(xué)和科研中正在使用的術(shù)語，這部分內(nèi)容是國內(nèi)外首次制定；另一部分是有關(guān)LED產(chǎn)品和檢測涉及術(shù)語的內(nèi)容，引用IEC 60050和GB/T 24826-2016（IDT IEC62504）標(biāo)準(zhǔn)中的部分術(shù)語，以保證標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。標(biāo)準(zhǔn)中易混淆的術(shù)語解釋對比如下：

輻射度量

（電磁）輻射能相關(guān)術(shù)語

為了描述輻射源的性能，引入了輻射能及相關(guān)術(shù)語。輻射能定義是以電磁波形式的發(fā)射或傳播的能量Φe（單位：J）（圖1）。

上述術(shù)語都是為描寫輻射源性質(zhì)而引入的，為了描寫輻射能的時間特性就要增加“通量”定義，輻射通量即單位時間內(nèi)的輻射能量；為了描寫輻射通量的方向特性就要增加“強(qiáng)度”定義，強(qiáng)度是點(diǎn)輻射源的、有方向的、單位立體角的輻射通量；輻射出射度即單位面積發(fā)出的輻射通量；輻射亮度即單位立體角單位面積的輻射通量。

唯獨(dú)照度描述的是被照物接收到的輻射，輻射照度即為單位面積接收的輻射通量，對植物光照而言，這是一個很重要的物理量，也稱為通量密度，其意義不亞于光照度對人眼的重要性。

光子量

光子量相關(guān)的物理量有很多，根據(jù)量子力學(xué)，光子具有波粒兩象性，光子的能量E為

E=hν

h為普朗克常數(shù)，ν為電磁波頻率。因此只要將上述輻射度量改為光子量，所有關(guān)系式都成立。

光子量多用于研究，輻射量多用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。相互可以換算，各有有利之處。

光譜量

光譜分布（輻射量、光度量或光子量X（λ）的）/光質(zhì)/光譜密集度定義為：在波長λ處，包含λ的波長間隔dλ內(nèi)的輻射量或光度量或光子量dX（λ）與該波長間隔之商：

Χλ= dΧ（λ）

dλ

單位：[X]/m，例如W/m，lm/m等。光譜響應(yīng)函數(shù)dR（λ）意義相仿。從植物光合有關(guān)的輻射量可以擴(kuò)展一系列的術(shù)語。

光合量

光合有效輻射

光合有效輻射定義為：能為植物光合作用所利用的特定波長的輻射。光合有效輻射是植物輻射度的基礎(chǔ)。

光合光子通量

光合光子通量定義為：能為植物光合作用所利用的光子通量[單位：μmol/（m2?s）]。

在植物生理學(xué)范疇中，光子的數(shù)量通常用微摩爾（μmol）表示，1 μmol代表6.023×1017個光子，1 mol代表6.023×1023個光子。

光合光子通量密度

光合光子通量密度定義為：能為植物光合作用所利用的光子通量密度。

光合速率

光合速率定義為：植物光合作用中，單位時間內(nèi)單位葉面積上吸收CO2的量或放出O2的量，或者光合產(chǎn)物的干物質(zhì)積累量，單位有μmol/（m2?s）、μmol/（m2?h）和g/（m2?h）等。

由于植物光合作用時同時進(jìn)行呼吸作用，所以光合速率又分總光合速率、表觀光合速率（凈光合速率）?？偣夂纤俾蕿楸碛^光合速率與呼吸速率的代數(shù)和。

量子效率/量子產(chǎn)額

量子效率定義為：光合作用中每吸收一個光子所產(chǎn)生的光合產(chǎn)物量（即固定的CO2或釋放出的O2的分子數(shù)）。量子效率因計(jì)算方法的不同，可分為表觀量子效率和實(shí)際的量子效率。

相對量子效率曲線（光合作用的）

相對量子效率曲線（光合作用的）定義為：在各個波長上，單位光子通量密度所產(chǎn)生的植物光合速率與波長的函數(shù)關(guān)系。其輻射波長范圍為400～700 nm。相對量子效率曲線示意圖如圖2所示。

光合光譜響應(yīng)曲線（光合作用的）

光合光譜響應(yīng)曲線（光合作用的）定義為：在各個波長上，單位輻照度所產(chǎn)生的植物（凈）光合速率與波長的函數(shù)關(guān)系。

相對光合光譜響應(yīng)曲線（光合作用的）

相對光合光譜響應(yīng)曲線（光合作用的）即歸一化后的光合光譜響應(yīng)曲線，其示意圖如圖3所示。

光合作用的響應(yīng)曲線是植物輻射度學(xué)的基礎(chǔ)，有了它可以建立起植物光照的主要物理量。

上述量子效率曲線和光合響應(yīng)曲線很重要，是植物光照評價(jià)的基礎(chǔ)。

度量系統(tǒng)

輻射度量系統(tǒng)

輻射度量系統(tǒng)是與輻射能量有關(guān)量的測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)以輻射通量單位瓦（W）為計(jì)量單位。

輻射量、光度量、光子量和光合輻射量――這4種量都有相同的基本符號，為了區(qū)別分別加注下腳標(biāo)e（能量）、v（視覺）、p（光子）、ph（光合），例如：Φe，Φv，Φp，Φph。

因?yàn)闅v史原因，該度量系統(tǒng)用于植物光合作用輻射量的測量時，其光合有效輻射的波長范圍通常定為320～780 nm。

光度量系統(tǒng)

光度量系統(tǒng)依據(jù)給定的光譜光視效率函數(shù)，如V（λ）（圖4），評價(jià)輻射量的測量系統(tǒng)。以流明（lm）為單位，波長范圍為380～780 nm。對于植物光合作用輻射量的測量，不宜采用該度量系統(tǒng)。

量子度量系統(tǒng)（光合輻射量的）

量子度量系統(tǒng)依據(jù)給定的光合作用的量子效率曲線RQE，評價(jià)有關(guān)的輻射量的測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)以光子通量密度單位μmol/（m2?s）為計(jì)量單位。

光合度量系統(tǒng)（光合輻射量的）

光合度量系統(tǒng)依據(jù)給定的光合光譜響應(yīng)曲線，評價(jià)光合作用的有關(guān)的輻射量的測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)以光子輻射通量單位為計(jì)量單位。

光合度量D換因子（CVF）

各種光合度量系統(tǒng)之間可通過光合度量轉(zhuǎn)換因子進(jìn)行換算。

CVF= ∑300 R1 （λ）?Q1，λ ?Δλ

∑300 R2 （λ）?Q2，λ ?Δλ

式中，Qλ是輻射源發(fā)射的每單位波長間隔Δλ內(nèi)光譜輻射量；R（λ）為對應(yīng)度量系統(tǒng)的相對光合光譜響應(yīng)。該公式也適用于同一度量系統(tǒng)不同響應(yīng)曲線之間的轉(zhuǎn)換。

輻射量、光合輻射量（植物）、光合光子量（植物）之間的聯(lián)系可類比輻射量與光度量（人眼視覺）之間的關(guān)系，示意圖如圖5所示。輻射量和光度量可通過人眼視見函數(shù)V（λ）來進(jìn)行轉(zhuǎn)化。（相對）光合光譜響應(yīng)曲線對于光合輻射量來說，相當(dāng)于光度量的人眼視見函數(shù)，通過它可以將輻射量和光合輻射量進(jìn)行轉(zhuǎn)化。而輻射量與光合光子量則是通過相對量子效率曲線進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

植物生長LED光照領(lǐng)域具有多學(xué)科交叉、跨領(lǐng)域應(yīng)用的特點(diǎn)，在LED光源、光電參數(shù)、植物光生理反應(yīng)、使用環(huán)境、測量方法等方面以及定義、術(shù)語方面均不同于通用照明，存在混用、借用以至錯用現(xiàn)象，模糊不清，影響了LED在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用和推廣，本標(biāo)準(zhǔn)對LED照明在植物光照中應(yīng)用的基本名詞術(shù)語進(jìn)行定義和規(guī)范，避免了定義混亂、術(shù)語不統(tǒng)一的情況，確保植物生長LED光照領(lǐng)域產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢驗(yàn)、驗(yàn)收、測試的規(guī)范與統(tǒng)一，為LED在我國農(nóng)業(yè)中標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用及推廣奠定基礎(chǔ)。

植物生長用LED光照標(biāo)準(zhǔn)體系探討

植物生長用LED光照應(yīng)用，如設(shè)施種苗、葉菜、果菜等方面，具有跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的特點(diǎn)，是當(dāng)前國際的研究熱點(diǎn)。在理論方面， 主要研究LED光環(huán)境對設(shè)施作物生長發(fā)育的影響機(jī)制；在LED光源技術(shù)方面，主要研究工作在LED光配方參數(shù)優(yōu)化、光效率提升、智能管控技術(shù)等。

標(biāo)準(zhǔn)化工作是促進(jìn)科研成果產(chǎn)業(yè)化、支撐產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展的重要手段。標(biāo)準(zhǔn)體系的編制是動態(tài)的，需要考慮近期和長遠(yuǎn)的需求，隨著技術(shù)發(fā)展可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。圖6顯示了植物生長用LED光照的標(biāo)準(zhǔn)體系，標(biāo)準(zhǔn)的制定建議結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)報(bào)告等多種形式開展，綜合服務(wù)與科技成果的轉(zhuǎn)化。

第3篇：量子計(jì)算的定義范文

Physics of Nanostructured

Solid State Devices

2012，551p

Hardcover

ISBN9781461411406

隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，人類科技已進(jìn)入納米時代，應(yīng)用于光子學(xué)、電子學(xué)等的納米結(jié)構(gòu)固體器件正以飛速發(fā)展的態(tài)勢引起人們越來越濃的研究興趣。當(dāng)器件尺寸接近甚至小于電子的特征自由程時，量子現(xiàn)象開始占據(jù)統(tǒng)治地位，一些固體器件展現(xiàn)了新穎的特性。對于這些特性背后的物理原理和概念，本書進(jìn)行了細(xì)致深入的分析。

本書共分為9章：1.穩(wěn)態(tài)的“漂移擴(kuò)散模型”在固體中的電子傳輸。本章從介紹基本的漂移擴(kuò)散模型開始，引入有效的漂移擴(kuò)散方程用來計(jì)算穩(wěn)態(tài)的運(yùn)輸下固體器件中載體濃度和電流密度。2.討論了更復(fù)雜的基于電荷傳輸模型的玻耳茲曼的輸運(yùn)方程（BTE）。本章從基本原理出發(fā)，推導(dǎo)廣義力矩方程中存在的電荷傳輸局域和非局域的影響。3.回顧了量子力學(xué)中的基本概念、算符以及一些定義，介紹了量子阱、量子線和量子點(diǎn)，以及隨時間變化的擾動理論等。本章目的是為納米結(jié)構(gòu)的固態(tài)器件提供必不可少的理論知識和必備的量子理論基礎(chǔ)。4.基于時間無關(guān)微擾理論中，計(jì)算能帶結(jié)構(gòu)的方法。能帶結(jié)構(gòu)在納米固體器件中，特別是光器件，起著至關(guān)重要的作用。本章討論了4個不同的能帶結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法：近自由電子法、正交平面波（OPW）擴(kuò)展方法、緊約束近似（TBA）和波矢動量理論。5.在傳輸機(jī)制中時間有關(guān)的微擾理論的應(yīng)用。6.電子- 光子相互作用及其對固體器件性能的影響，介紹了光學(xué)中的一些概念，如自發(fā)輻射、受激發(fā)射等。7.在磁場中的電子的行為，介紹了狄拉克方程和泡利方程、薛定諤方程，以及量子霍爾效應(yīng)（FQHE）。8.一些通常的量子輸運(yùn)方程。9.基于第8章原理而開發(fā)研制的一些實(shí)際的量子器件。

作者Supriyo Bandyopadhyay 在全美三個大學(xué)教授電子學(xué)理論、固體物理的研究生課程長達(dá)25年，具有非常豐富的教學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)。本書依據(jù)作者的教學(xué)材料所編撰。一旦讀者們能夠把握并熟悉掌握書中提出的概念，他們將能夠很容易地處理更加困難和專業(yè)的研究論題。

本書適合電子學(xué)和物理學(xué)專業(yè)背景的本科畢業(yè)生及一年級的研究生，讀者應(yīng)對固態(tài)物理、量子力學(xué)有一定的了解。本書可使讀者對電子學(xué)和應(yīng)用物理學(xué)中的重要概念有更深入的理解和認(rèn)識。

楊盈瑩，助理研究員

（中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所）

第4篇：量子計(jì)算的定義范文

關(guān)鍵詞： 微磁學(xué) 交換作用 經(jīng)典交換作用

1.引言

在真實(shí)的磁化過程中，交換作用能、磁各向異性能和靜磁能中任何一項(xiàng)都不能忽略。如果這些能量項(xiàng)作為微擾加入海森堡哈密頓量中，然后用量子力學(xué)的方法求解，那就是最為理想的了。但是，實(shí)際上即使不附加其他能量項(xiàng)，也必須做粗略的近似才能求解。所以，微磁學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，它沒有顧及量子力學(xué)，忽略了物質(zhì)的原子本性，而采用介質(zhì)的經(jīng)典物理方法處理問題，這種經(jīng)典理論是與M（T）的量子理論（忽略了靜磁作用）并行發(fā)展起來的，它起源于1935年Landau和Lishitz關(guān)于兩個反方向磁疇間疇壁結(jié)構(gòu)的論文及1940―1941年W.F.Jr.Brwon的幾篇論文。Brwon將此經(jīng)典理論命名為“微磁學(xué)”，此理論忽略了原子理論的微觀性質(zhì)，用宏觀的觀點(diǎn)討論問題并認(rèn)為材料是連續(xù)的。因而，采用了經(jīng)典矢量來代替自旋，并且在“連續(xù)介質(zhì)”的極限下，為了使其能與麥克斯韋方程組一起使用，采用了一項(xiàng)經(jīng)典的能量項(xiàng)來代替量子力學(xué)中的交換作用能。本文主要考慮交換作用能經(jīng)典的代替項(xiàng)，并通過分析，討論它的適用性與局限性。

2.何為“交換作用”

在順磁體中，其原子磁矩只與外磁場相互這樣。而在鐵磁體中情況卻不相同，其原子的自旋之間存在著相互作用，每個自旋都力圖使其他自旋沿著它的方向取向，自旋間的相互作用來源于自旋的量子力學(xué)性質(zhì)，交換作用沒有經(jīng)典的對應(yīng)物，是量子力學(xué)中電子波函數(shù)的重疊引起的。這些自旋之間存在著一種力，這種力試圖使所有的自旋平行排列，這就是所謂的交換作用，可以用自旋和自旋之間的交換作用能表示，交換作用能正比于•

ε=-′J

其中，求和符號旁邊的分號表示求和時排除i=j，因?yàn)槟芘c自旋發(fā)生作用，除此之外，此式遍及材料中所有的原子自旋。系數(shù)J稱為交換積分。系數(shù)的正負(fù)是這樣定義的，如果J為正，則自旋平行取向，如果J為負(fù)，則自旋反平行取向，分別意味著鐵磁性耦合與反鐵磁耦合。

對于交換積分J，目前尚不能根據(jù)基本原理計(jì)算出，只能假設(shè)給出哈密頓量，而J作為一個參量，其數(shù)值由理論與某些實(shí)驗(yàn)（通常是居里溫度）值的比較來確定。

3.“經(jīng)典”的交換作用

“交換作用”是一種非?！岸坛獭钡淖饔昧?，它只能在鄰，也可能在次近鄰自旋之間產(chǎn)生作用，而對較遠(yuǎn)的自旋沒有作用，將自旋算符近似地用經(jīng)典矢量表示，則交換作用能有〈1〉式給出，如果只能是最鄰近自旋之間的J不等于零，則：

ε=-′J•=-JScosφ

其中，φ為自旋和之間的夾角。

可以預(yù)期，相鄰自旋之間的夾角“總”是很小的，因?yàn)榻粨Q作用是極短程的作用力，不允許產(chǎn)生大的夾角。當(dāng)φ很小時。可以假設(shè)每個平面上有幾個自旋，這些平面相互平行，此時則有：

ε=JSφ

在計(jì)算中將所有自旋相互平行的狀態(tài)作為參考狀態(tài)，減去參考狀態(tài)的能量即得到上述表示式。這意味著重新定義了交換作用能的零點(diǎn)。但是，不必?fù)?dān)心，只要互相一致，重新定義是合理的。

如圖1所示，設(shè)為平行于局域自旋方程的單位矢量，在小角度的場合，|φ|≈|-|。需指出，這一定義也意味著平行于磁化強(qiáng)度矢量的局部方向。不僅定義在格點(diǎn)上，而且是一個連續(xù)變量，其泰勒級數(shù)展開的一級近似為：

|-|=|（•）|

其中，是從格點(diǎn)i到格點(diǎn)j的位置矢徑

將〈4〉式代入〈3〉式，則得：

ε=JS•［（•）］

上式中的第二個求和遍及格點(diǎn)i到所有鄰近的位置矢徑，例如對晶格常數(shù)為a的簡單立方晶格，需要六個位置矢徑S=a（±1，±1，±）求和。對于三種立方晶格很容易求和，計(jì)算表明三種立方晶格的表達(dá)式相同，只是系數(shù)因子不同。

將對i的求和變換為對整個鐵磁體求積分，則立方晶體交換作用能的表達(dá)式為：

ε=?蘩wd?，w=1/2C［（m）+（m）+（m）］

其中C=c

上式中，a為晶胞棱邊的長度，c為常數(shù)，其數(shù)值對于簡單立方，體心立方，面心立方分別為1，2和4。

4.交換作用與“經(jīng)典”的交換作用

前面已經(jīng)提到，交換作用沒有經(jīng)典的對應(yīng)物，是量子力學(xué)中電子波函數(shù)的重疊引起的。實(shí)際的交換能量論即〈1〉式來源于庫侖作用，因?yàn)樗鼞?yīng)用了反映pauli不相容原理的行列式。根據(jù)pauli不相容原理，兩個相同自旋的電子不能處于同一個位置，因此，它們的重疊就比經(jīng)典電子的重疊小（詳情參見文獻(xiàn)1），因?yàn)榻粨Q能量項(xiàng)的主要特征是其積分中包含了對自旋波函數(shù)的求和，因自旋波函數(shù)是彼此正交的，如果自旋不平行取向，則積分為零。所以，這一項(xiàng)能量實(shí)際上表征了兩個自旋爬行取向，以及反爬行取向的兩個姿態(tài)的能量“岔值”，其作用在于力圖使自旋彼此平行取向（或者反平行取向，這取決于交換積分的正負(fù)）。

但是，在“經(jīng)典”的交換作用中，恰恰忽略了交換作用最為重要的一點(diǎn)，即電子的自旋波函數(shù)，而是以經(jīng)典的矢量來代替自旋。而這一變化，促使了經(jīng)典的能量論代替了量子力學(xué)的交換作用能，這一變化，使得交換能量的計(jì)算顯得更加簡捷方便，也便于解決目前考慮到量子力學(xué)性質(zhì)時難以解決的問題，比如，對三種立方晶格即（簡單立方，體心立方，面心立方）交換作用能的積分，以及對兩個反方向磁疇間疇壁結(jié)構(gòu)的求解問題等。

可是，既然經(jīng)典交換作用已經(jīng)忽略了物質(zhì)的原子本性，不以經(jīng)典矢量來代替自旋。那么，我們在利用經(jīng)典交換作用解決問題時，就必須忽略它帶來的局限性和一些限制。

5.經(jīng)典交換作用的應(yīng)用和限制

在上一節(jié)中已經(jīng)提到，經(jīng)典交換能量式為：

ε=JS•［（•）］

其對三種立方晶格交換作用能的表達(dá)式為：

ε=?蘩wd?，w=1/2C［（m）+（m）+（m）］

其中C=c

a為晶胞棱邊的長度，c為常數(shù)，而對六角密堆晶體，譬如能對Si的體積同樣給出〈6〉式，只是系數(shù)C不同，其值為：

C=

其中a為最鄰近原子間的距離。

對于低對稱性的晶體，〈6〉式需做某種修改。不多對于大多數(shù)有實(shí)際意義的情況，可以認(rèn)為這一表達(dá)式仍然是交換作用的很好近似，比如連續(xù)介質(zhì)的假設(shè)是物理真實(shí)的很好近似一樣。將常數(shù)C看作是材料的一個物理參數(shù)，其數(shù)值可以通過理論計(jì)算結(jié)果及測量數(shù)據(jù)的擬合而求得。當(dāng)然，如果已知交換積分J，那么從理論表達(dá)式〈7〉和〈8〉也可求出常數(shù)C。

不過，J與溫度有關(guān)。靠近居里溫度T的J值不再適用于微磁學(xué)計(jì)算，因?yàn)槲⒋艑W(xué)往往適用于室溫附近。通常用鐵磁共振實(shí)驗(yàn)可以較準(zhǔn)確地測出交換常數(shù)C，對于鐵和鎳，其數(shù)量級C≈2×10erg/cm。

對于解決晶體中磁化強(qiáng)度矢量的方向隨空間位置變化的問題〈6〉式給出的交換作用能量是非常有用的工具。假設(shè)磁化強(qiáng)度矢量的數(shù)值在晶體內(nèi)處處相同，且等于M（T），再均勻磁化，即晶體各點(diǎn)的磁化強(qiáng)度矢量均平行取向時，磁化強(qiáng)度的微商為零。交換作用能隨磁化強(qiáng)度矢量的空間變化率的增大而增加，正如所預(yù)期的，交換作用能力圖避免磁化強(qiáng)度矢量隨位置的急劇變化。

但是，交換作用能的使用是有其限制的，我們絕不能在超出其有效的近似范圍去應(yīng)用它。它主要有以下限制。

5.1與材料是連續(xù)的基本假設(shè)有關(guān)

如果所涉及的任何特征長度都遠(yuǎn)大于晶胞的尺寸，則材料是連續(xù)的，這個假設(shè)是合理的。但是，事先并不能完全保證這一點(diǎn)，不過，必須牢記，如果某個微磁學(xué)計(jì)算中涉及以長度為量綱的參數(shù)，只有在這些參數(shù)的數(shù)值遠(yuǎn)大于晶格常數(shù)是結(jié)果才是可信的。

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5.2溫度不能太高

將格點(diǎn)上的自旋變?yōu)檫B續(xù)變量時，的數(shù)值在整個晶體內(nèi)便自動的變?yōu)橐粋€常數(shù)。同時實(shí)驗(yàn)證實(shí)，磁疇中的數(shù)值是材料常數(shù)M（T），只與溫度有關(guān)，格點(diǎn)上具有固定自旋的圖像對于實(shí)際材料并不是一種很好的近似（參見文獻(xiàn)1）。下式給出的實(shí)驗(yàn)事實(shí)

||=M（T）

只有在較大的體積中求平均時才正確，而當(dāng)漲落足以使從一點(diǎn)到另一點(diǎn)有差別時，在每個點(diǎn)上（9）式就不滿足了。因?yàn)槿狈Ω玫哪Ｐ停⒋艑W(xué)理論仍假設(shè)〈6〉式到處成立。因此，這個理論不能應(yīng)用于居里點(diǎn)附近，因?yàn)榫永稂c(diǎn)附近很小的“局部”場都會改變的數(shù)值。

同時對此理論來做必要的修改前，不能應(yīng)用于高溫。如果假設(shè)尚不清楚，不過已有一些推行此理論的嘗試，其中取得重大步驟的是Minnaja（參見文獻(xiàn)2），他證明在存在熱漲落的情況下，應(yīng)該用下列交換作用能密度的表達(dá)式代替〈6〉式。

w=［（m）+（m）+（m）］

其中，M為矢量的數(shù)值，是位置的函數(shù)。但是，這一理論仍存在問題，沒有用確定值的另一關(guān)系式代替（9）式，因而這部分工作尚未完成。另外在“成核問題”（Nucleation）的研究中（9）式是可以忽略的。

5.3這些近似只適用于相鄰自旋間“小夾角的情況”

不過，由于交換作用力是極短程的作用力，一般地講：相鄰自旋間的夾角預(yù)期是很小的。但是，這一普遍的規(guī)則并不排除一些非尋常情況下的例外，譬如在材料拐角處，由于其他能量項(xiàng)的制約磁化強(qiáng)度必須翻轉(zhuǎn)方向，如果以為〈6〉式是嚴(yán)格正確的，那么，形式上自旋夾角的不連續(xù)躍變會使交換作用能變?yōu)闊o窮大。因此，不能認(rèn)為〈6〉式是嚴(yán)格成立的，因?yàn)樗吘故恰?〉式的近似表達(dá)式。而自旋躍變時，〈2〉式并不趨于無窮大?！?〉式總是有限的，而取近似的結(jié)果導(dǎo)致無窮大。這意味著這種近似方法不適用此特殊情況，應(yīng)該采用別的方法進(jìn)行研究。

6．結(jié)語

雖然經(jīng)典的交換作用的使用存在諸多限制，在應(yīng)對一些特殊情況時，問題也的確存在。但不可否認(rèn)的是，對于大多數(shù)的問題，目前來說，別無選擇，只能采用〈6〉式。對于特殊的問題，我們就需采用一些特殊的技術(shù)。因而，在沒有找到更好的辦法之前，經(jīng)典的交換作用不失為一種很好的方法。

參考文獻(xiàn)：

［1］A.Aharoni.鐵磁學(xué)性理論導(dǎo)論［M］.蘭州：蘭州大學(xué)出版社.

［2］Minnaja.N（1970）.Micromagaetics at high temperature.phy.s.Rev.B.1，1151-9.

［3］鐘文定.鐵磁學(xué)（中）［M］.北京：科學(xué)出版社，1998.

第5篇：量子計(jì)算的定義范文

關(guān)鍵詞：量子進(jìn)化；蟻群算法；節(jié)水灌溉；優(yōu)化渠道

中圖分類號：TP301.6；S274 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）03-0676-02

據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國農(nóng)業(yè)用水每年約4 800億m3，但是只有1/3的水能被利用，大部分水資源被浪費(fèi)。2011年中央1號文件中強(qiáng)調(diào)，把水利作為國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的優(yōu)先領(lǐng)域，把農(nóng)田水利作為農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn)任務(wù)。為對農(nóng)業(yè)配水渠道線路進(jìn)行優(yōu)化，在蟻群算法的基礎(chǔ)上， 把量子進(jìn)化算法中的量子位編碼和量子旋轉(zhuǎn)門引入蟻群算法，從而加快了算法的收斂速度和全局尋優(yōu)能力。試驗(yàn)結(jié)果表明，量子蟻群算法比基本蟻群算法可以更好地解決農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉渠道優(yōu)化問題，路徑長度縮短了9%左右，從而使有限的水資源發(fā)揮更大的作用。

1 量子蟻群算法

量子蟻群算法是近幾年由李盼池等[1]、楊佳等[2]引入量子計(jì)算理論和進(jìn)化計(jì)算理論并將其與蟻群算法相融合，發(fā)展起來的一種基于量子計(jì)算[3]原理的概率優(yōu)化算法，是將量子計(jì)算與蟻群算法相結(jié)合的一種嶄新的優(yōu)化方法。

1.1 量子編碼特性

量子比特（Qubit）是一個充當(dāng)信息存儲單元的物理介質(zhì)的雙態(tài)量子系統(tǒng)，是定義在二維復(fù)向量空間中的一個單位向量，該空間由一對特定的標(biāo)準(zhǔn)正交基{|0>，|l>}張成。因此一個量子位的狀態(tài)可表示為：

其中α和β是一對復(fù)數(shù)，表示量子態(tài)的概率幅，即量子態(tài)|φ>以|α|2的概率坍縮到|0>或以|β|2的概率坍縮到|1>，且滿足

1.2 螞蟻位置更新[4]

量子蟻群算法是種群中的螞蟻在信息素強(qiáng)度和啟發(fā)信息指導(dǎo)下照狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則和轉(zhuǎn)移概率采用量子旋轉(zhuǎn)門操作進(jìn)行自適應(yīng)迭代尋優(yōu)的過程[4]。

量子旋轉(zhuǎn)門進(jìn)化為[α′j， β′j]T的過程可以描述為：

式中，θj為旋轉(zhuǎn)角。

1.3 螞蟻位置變異[5]

在許多情況下，蟻群優(yōu)化算法容易陷入局部最優(yōu)主要是因?yàn)榉N群在搜索空間中多樣性的丟失[5]。因此進(jìn)化算法當(dāng)中引入變異算子來增加種群的多樣性，避免算法早熟收斂。此次提出的量子蟻群算法中使用一種通過量子非門設(shè)計(jì)的變異操作，具體步驟如下：①以概率Qm從量子螞蟻種群中選取若干個個體；②對選中的量子螞蟻個體按概率Pm確定一個或多個變異位；③對選中位量子比特的幾率執(zhí)行量子非門操作。

1.4 量子蟻群算法主要步驟描述如下[6]：

步驟1 nc為迭代次數(shù)，nc0；

對τij和Δτij進(jìn)行初始化；將m個螞蟻置于n個頂點(diǎn)上。

步驟2將各螞蟻的初始出發(fā)點(diǎn)置于當(dāng)前解集中；

對每個螞蟻k（k=1，2，…，m）按轉(zhuǎn)移概率Pk，及其他要求移至下一頂點(diǎn)j；將頂點(diǎn)j置于當(dāng)前解集中。

步驟3 計(jì)算各螞蟻的目標(biāo)函數(shù)值zk，k=1，2，…，m；

記錄當(dāng)前的最好解。

步驟4 按更新方程修改軌跡信息素強(qiáng)度。

步驟5 按量子旋轉(zhuǎn)門來更新量子信息。

步驟6 對各邊?。╥，j），置Δτij0；ncnc+1。

步驟7 若nc小于預(yù)定的迭代次數(shù)且無退化解（即找到的都是相同解），則轉(zhuǎn)步驟2。

步驟8 輸出目前的最好解。

2 節(jié)水灌溉管線部署優(yōu)化仿真測試

選擇陜西省渭南某田間地塊坐標(biāo)仿真測試。以下坐標(biāo)均為各地塊相對位置坐標(biāo)，具體坐標(biāo)（單位：km）如下：

x=[5.311，6.287，4.729，4.174，1.231，4.762，

1.546，3.516，3.854，2.543，4.401，4.701，1.109，5.067，2.609，3.248，7.539，6.267，4.098， 6.560，7.125]；

y=[1.523，3.621，4.894，2.465，3.835，8.201， 2.897，

2.215，6.578，1.621，1.912，2.845，6.478，1.004，4.705，4.413，8.469，1.301，9.356，7.230，5.620]。

模擬上述田間各地塊管線散點(diǎn)圖，見圖1。

選取基本蟻群算法與量子蟻群優(yōu)化算法進(jìn)行比較，在單位面積相同的情況下，根據(jù)渭南某田間地塊地理位置，將上述編程在Visual C++中實(shí)現(xiàn)，并將相應(yīng)的（x，y）坐標(biāo)系進(jìn)行1、2、…、21編碼。

用基本蟻群算法求出的仿真走線過程為9-16-15-13-5-7-10-8-11-14-18-1-12-4-3―2―21―20-17-19-6，最終優(yōu)化路徑長度的為33.162 km，具體見圖2。

用量子蟻群算法求出的仿真走線過程為16-15-13-5-7-10-8-4-12-11-14-1-18-2-21-20-17-19-6-9-3，最終優(yōu)化路徑的長度為30.164 km，具體見圖3。

3 優(yōu)化配水方案對比

對上面兩種算法進(jìn)行比較，在條件相同的情況下，采用量子蟻群優(yōu)化算法進(jìn)行灌溉布管，可以更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉，路徑長度縮短了9%左右，下面是兩種算法在不同迭代次數(shù)情況下，對路徑長度進(jìn)行優(yōu)化的對比分析結(jié)果（圖4）。

4 小結(jié)

通過仿真試驗(yàn)結(jié)果可以看出，量子蟻群算法可以優(yōu)化配水路徑，使得在路徑實(shí)現(xiàn)上較短，從而有效利用水資源，達(dá)到節(jié)水灌溉的目的。但是蟻群算法是一種擬生態(tài)系統(tǒng)智能優(yōu)化算法，今后對參數(shù)的設(shè)置和算法的優(yōu)化還需要進(jìn)一步研究和完善。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李盼池，李士勇.求解連續(xù)空間優(yōu)化問題的量子蟻群算法[J].控制理論與應(yīng)用，2008，25（2）：237-240.

[2] 楊 佳，許 強(qiáng)，張金榮，等.一種新的量子蟻群優(yōu)化算法[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，48（3）：22-27.

[3] 鄭建國，覃朝勇.量子計(jì)算進(jìn)展與展望[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2008，25（3）：641-645.

[4] 蘇日娜，王 宇. 基于量子蟻群算法的網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用， 2011，47（12）：44-49.

第6篇：量子計(jì)算的定義范文

本次會議的宗旨是探討信息哲學(xué)的基礎(chǔ)理論及其時代意義和價(jià)值。會議主題報(bào)告的內(nèi)容主要集中在以下幾個方面。

一、關(guān)于信息本質(zhì)和信息本體論

北京郵電大學(xué)的鐘義信教授以《再探“信息”》為題做了本次研討會的首場主題報(bào)告，他認(rèn)為信息概念是一類與物質(zhì)和能量都很不相同的復(fù)雜對象，只能采取主客互動的研究視角加以研究。在信息的本體論定義和認(rèn)識論定義中，前者是后者的源頭，后者是前者被認(rèn)識主體所感知的結(jié)果，人類能夠獲得、處理和利用的只能是認(rèn)識論信息。 基于此，他探討了信息運(yùn)動的基本規(guī)律，即“信息轉(zhuǎn)換定律”，并強(qiáng)調(diào)了其超過能量轉(zhuǎn)換定律的重要性。

中國人民大學(xué)的苗東升教授首先對當(dāng)前學(xué)術(shù)界關(guān)于“信息”概念的多維理解進(jìn)行了評述，贊賞了由此而產(chǎn)生的世界信息科學(xué)和哲學(xué)的多元協(xié)同發(fā)展現(xiàn)狀。其中，他尤其強(qiáng)調(diào)了當(dāng)前中國信息科學(xué)和哲學(xué)研究仍然存在著唯西學(xué)馬首是瞻的諸多弊端，而事實(shí)上，中國學(xué)術(shù)界已經(jīng)取得了一些優(yōu)秀的、很有價(jià)值的研究成果，例如鄔教授在信息哲學(xué)研究中，歷經(jīng)30多年的辛苦而創(chuàng)立的思想體系，已然形成了能與西方分庭抗禮的“中國學(xué)派”。苗教授還意味深長地呼吁廣大學(xué)者立足自身，心無旁騖搞研究，力爭信息科學(xué)與哲學(xué)的“中國學(xué)派”的長足發(fā)展，相信在不久的將來，中國的信息科學(xué)和哲學(xué)研究必然有所成就，為西方所不可及。

北京大學(xué)的羅先漢教授以《物信論及其應(yīng)用》為題做了主題報(bào)告。他首先指出廣義信息可由物質(zhì)的實(shí)在狀態(tài)及其相關(guān)規(guī)律來表示，由此，他所提出的物信論認(rèn)為在存在上，信息要依賴于物質(zhì)；而在運(yùn)動變化上，物質(zhì)則要依賴于信息，物質(zhì)與信息既彼此不同又相輔相成的對立統(tǒng)一規(guī)律，才是宇宙的根本規(guī)律。

萊頓大學(xué)的詹姆斯?W?麥卡利斯特對經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的信息內(nèi)容：方法論和形而上學(xué)意義進(jìn)行了詳述，他認(rèn)為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是科學(xué)觀察和測量的結(jié)果，包含著關(guān)于世界的信息，表達(dá)著世界的結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)定律的功能并不在于精簡經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)集，而是表征其中的意義模式，且正是這些模式對應(yīng)著現(xiàn)象。那么，多少模式能夠真正地表征現(xiàn)象呢？這里并沒有一個確定的標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)實(shí)踐表明具有所有可信屬性的模式都對應(yīng)著現(xiàn)象，所以世界也就具有所有可能的結(jié)構(gòu)。

俄羅斯科學(xué)院的康斯坦丁?科林（由約瑟夫? E?布倫納代講）提交了題為《信息的現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)、科學(xué)世界觀和哲學(xué)根本問題》的論文。他提出了一種關(guān)于科學(xué)化世界和哲學(xué)基本問題內(nèi)容的新理解，基于對現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)的多元組分中的具體信息現(xiàn)象的分析，他認(rèn)為除了物質(zhì)客體、過程和事件之外，在現(xiàn)實(shí)世界中，還存在著不可見客體、過程和條件等信息內(nèi)容。所以，哲學(xué)的基本問題研究應(yīng)將關(guān)系看作一種關(guān)于現(xiàn)實(shí)的可見與不可見的構(gòu)成要素。

武漢大學(xué)的李宗榮等人認(rèn)為，在計(jì)算機(jī)芯片植入人體體內(nèi)以后，能夠與人的神經(jīng)系統(tǒng)聯(lián)合工作，這個事實(shí)告訴我們，處于信息進(jìn)化論過程的這兩個極端被連通起來了。這樣，宇宙間的“信息統(tǒng)一性”被無可懷疑地以理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式證明了。宇宙萬物都具有“物質(zhì)―信息二重性”，對它們既可以進(jìn)行物質(zhì)與信息的一分為二，又可以進(jìn)行物質(zhì)與信息的合二為一。信息具有非物質(zhì)的特征，但它又必須具有物質(zhì)的載體，因而信息也是物質(zhì)的。

二、 關(guān)于哲學(xué)發(fā)展和信息哲學(xué)研究方法論

西安交通大學(xué)的鄔教授做了題為《哲學(xué)的發(fā)展與哲學(xué)的根本轉(zhuǎn)向》的主題報(bào)告，他首先指出現(xiàn)代主流哲學(xué)數(shù)次轉(zhuǎn)向的傾向性實(shí)質(zhì)，乃是沿著向認(rèn)識主體內(nèi)部日益狹隘的因素的追求來限定哲學(xué)研究的主題內(nèi)容，如此，哲學(xué)必將喪失其應(yīng)有的功能。人類哲學(xué)的發(fā)展還有另外一條路徑，這就是在一般科學(xué)發(fā)展的過程中所孕育和展現(xiàn)出來的哲學(xué)自身的發(fā)展。按照信息本體論的理論，世界（存在）是由物質(zhì)和信息兩大領(lǐng)域構(gòu)成的，物質(zhì)和意識之間通過自在信息的中介相互過渡和轉(zhuǎn)化。由此，信息本體論學(xué)說的建立為變革哲學(xué)的所有其他領(lǐng)域提供了一個統(tǒng)一的基礎(chǔ)。由于信息哲學(xué)首先在存在領(lǐng)域的分割方式這一哲學(xué)最高范式的層面上把傳統(tǒng)哲學(xué)的“存在=物質(zhì)+精神”的一般信條改變成了“存在=物質(zhì)+信息”，并在信息活動高級形態(tài)的意義上重新解讀了精神活動的本質(zhì)，所以，當(dāng)代信息哲學(xué)的誕生導(dǎo)致了人類哲學(xué)的第一次根本性轉(zhuǎn)向。

華中科技大學(xué)的歐陽康教授以《前提性反思與合理性評價(jià)――信息哲學(xué)研究的方法論問題》為題做了主題報(bào)告。他首先提出哲學(xué)思考的最大特點(diǎn)是致極性與超越性，尋找信息問題的極限與邊界，進(jìn)而從發(fā)生學(xué)、社群學(xué)、存在論、認(rèn)識論、價(jià)值論等角度，闡釋了事物與信息的同時同步關(guān)系、信息作為環(huán)境或存在領(lǐng)域的本質(zhì)構(gòu)成、信息作為認(rèn)識過程的介質(zhì)及其與價(jià)值世界的相關(guān)性等論題。最后，他還指出信息的哲學(xué)思考具有非常廣闊的領(lǐng)域，包含非常豐富的內(nèi)容，面臨非常復(fù)雜的挑戰(zhàn)，需要非常多維的視角，尤其是綜合化和整體性的研究。

西班牙薩拉格薩大學(xué)的佩德羅?C?馬里胡安作為外方主席，做了本次研討會的第二場主題報(bào)告。他認(rèn)為，隨著越來越多的研究實(shí)踐轉(zhuǎn)向信息科學(xué)中的諸多論題，一門嚴(yán)格的信息科學(xué)能否最終產(chǎn)生，不僅僅依賴于信息哲學(xué)的積極討論，最重要的是要在信息科學(xué)自身中構(gòu)造一種新的思維方法。它建基于主體/客體、元觀察者、自創(chuàng)生、傳播和信息流等方面進(jìn)行思考，其要點(diǎn)在于關(guān)注通向信息實(shí)體的經(jīng)驗(yàn)性進(jìn)路；將信息的“不可見的手”作為包括不同信息領(lǐng)域中所有復(fù)雜性的巨大成形器；考察信息在其所激發(fā)的轉(zhuǎn)換和不同主體或行動者領(lǐng)域之中的符號化流動，以及在適應(yīng)性地調(diào)整物質(zhì)結(jié)構(gòu)與自創(chuàng)生過程中的自身呈現(xiàn)。

三、關(guān)于信息哲學(xué)與其他哲學(xué)的關(guān)系

漢密爾頓學(xué)院的肯?赫羅爾德針對時間和計(jì)算的哲學(xué)問題，追溯至笛卡爾，強(qiáng)調(diào)其時間概念建基于一種行動的同步觀念，因而減少了對于記憶的依賴。而圖靈，還有維納，都探討了經(jīng)驗(yàn)的縱向維度。由此出發(fā)，他采用格魯普的時間替論，解釋了數(shù)據(jù)和信息之間的一種經(jīng)由直覺和計(jì)算的不同步的邏輯界面。這種時間的界域哲學(xué)導(dǎo)向了一種對在吉爾伯特的共同知識的信息結(jié)構(gòu)中的狀態(tài)和共同回憶的闡釋。

哥本哈根商學(xué)院的索倫?布赫爾考量的問題在于能否通過將基于現(xiàn)象學(xué)的符號學(xué)與基于系統(tǒng)和控制論的信息概念結(jié)合起來獲得一個關(guān)于認(rèn)知和通訊的跨學(xué)科理論。生物符號學(xué)就是這么一種試圖整合生物學(xué)和符號學(xué)的發(fā)現(xiàn)，以構(gòu)造一個關(guān)于生命和意義作為自然世界的內(nèi)在特征的新觀點(diǎn)。生物符號學(xué)家強(qiáng)調(diào)編碼是三元符號化過程的一部分，在這個過程中，解釋項(xiàng)在對象和符號（表征項(xiàng)）之間建立動機(jī)化的連接。

山西大學(xué)的魏屹東教授從信息哲學(xué)的視角出發(fā)，揭示了信息與認(rèn)知或者心靈、表征與語言和知識的相關(guān)性，認(rèn)為信息是認(rèn)知與表征的內(nèi)容，認(rèn)知是一種信息處理過程，而表征則是信息的再描述。在本體論上，信息是構(gòu)成物理世界的一種存在形式（form），“inform”就是“在形式中”，因此，“形式”就是信息的根隱喻，柏拉圖的形式理論是信息哲學(xué)的基礎(chǔ)。由此，信息是心靈對自然現(xiàn)象的認(rèn)知與表征，它似乎是無處不在的、半透明的、非絕對的、離散的、無維的和難以言明的，但可以肯定，信息哲學(xué)將與認(rèn)知哲學(xué)聯(lián)手探討信息問題。

法國跨學(xué)科研究中心的約瑟夫?布倫納就“人格同一性的信息過程”進(jìn)行了詳細(xì)的報(bào)告。他認(rèn)為，人格同一性作為一種復(fù)雜現(xiàn)象，對它的思考不能離開對同一性和多元性，以及作為動態(tài)過程的二者關(guān)系的理解。而他所倡導(dǎo)的現(xiàn)實(shí)邏輯恰恰提供了一種對同一性和多元性之間的本體論關(guān)系的新理解。同時，鄔先生所創(chuàng)立的信息哲學(xué)和元哲學(xué)則首先從本體論上對此給予了支持?；诙叩木C合，他指出人格同一性現(xiàn)象的穩(wěn)定與變化的復(fù)雜性乃是一種本體論過程。鄔所提供的人類信息活動的等級結(jié)構(gòu)圖景，有助于人格同一性的建構(gòu)，而這正是他所建議的一種人格同一性的本體―認(rèn)識論之路。

四、關(guān)于信息社會、互聯(lián)網(wǎng)及其倫理問題

維也納技術(shù)大學(xué)的沃爾夫?qū)?霍夫基希納（由羅伯特?雅恩代講）提交了題為《“全球性可持續(xù)信息社會”――對未來的展望》的論文。他認(rèn)為社會系統(tǒng)是一種另類的多元進(jìn)化系統(tǒng)，其所具有的綜合效果便是所謂的共同性。社會系統(tǒng)表現(xiàn)著個體化和社會化的辯證關(guān)系，如果個體因素處于中心舞臺，那么共同性則是其附屬。今天，在全球化挑戰(zhàn)的時代，共同性附屬變得不再穩(wěn)定，因此需要建構(gòu)一種超系統(tǒng)，以關(guān)照所有演員之間的多元化的整體關(guān)系，而這正是一種全球穩(wěn)定的信息社會視野的理論依據(jù)所在。

重慶郵電大學(xué)的徐仲偉教授在對大數(shù)據(jù)時代互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)的思考中認(rèn)為，“大數(shù)據(jù)”的本質(zhì)就是對社會事物從量的角度，通過今天的互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)所產(chǎn)生的，讓我們認(rèn)識到的，體量浩大、類型復(fù)雜、迅速生成、價(jià)值巨大的社會事物量的表現(xiàn)（或者說記載、信息）。大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，是人們對社會事物從量的角度對許許多多的社會事物認(rèn)識和反映的結(jié)果，有自身內(nèi)在的規(guī)律和外在的形式?；ヂ?lián)網(wǎng)在人們的當(dāng)代生活和工作中從多個維度展現(xiàn)著其巨大魅力，如果從互聯(lián)網(wǎng)所表現(xiàn)內(nèi)容的角度看，其本質(zhì)實(shí)際上就是它的社會性，它所反映的完全就是我們的現(xiàn)實(shí)社會。從技術(shù)手段的角度看，互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)仍然是它的工具性。

重慶郵電大學(xué)的代金平教授從價(jià)值哲學(xué)層面對網(wǎng)絡(luò)化傳播境域下的信息文化進(jìn)行了深入分析，他指出網(wǎng)絡(luò)時代滋生出諸多問題或矛盾，其中最為突出的當(dāng)屬人類在網(wǎng)絡(luò)化傳播境域下信息化生存所面臨的全新的價(jià)值判斷、選擇和重構(gòu)等問題。網(wǎng)絡(luò)文化作為信息文化在網(wǎng)絡(luò)化傳播境域下的具體表現(xiàn)形式，以自由為根本旨向，然而這種網(wǎng)絡(luò)自由必須是在一定的網(wǎng)絡(luò)規(guī)范約束下的自由，由此便構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)化傳播境域下信息文化的基本價(jià)值沖突，進(jìn)而影響著網(wǎng)絡(luò)時代信息文化的其他二元價(jià)值沖突?；谛畔⑽幕暯堑纳钊敕治觯偨Y(jié)認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)行為主體的自律才是解決網(wǎng)絡(luò)自由與網(wǎng)絡(luò)規(guī)范沖突的重要途徑，構(gòu)建和諧的信息文化環(huán)境才是解決網(wǎng)絡(luò)自由與網(wǎng)絡(luò)規(guī)范沖突的必由之路。

印第安納大學(xué)的科林?艾倫認(rèn)為，在互聯(lián)網(wǎng)時代，能夠獲得極大數(shù)量學(xué)術(shù)文本的數(shù)字途徑為人文學(xué)科研究者提供了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。而應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，需要擁有適合機(jī)器和人們使用的高質(zhì)量的數(shù)字資源的內(nèi)容說明。對這些內(nèi)容的不同歸類方式必然建基于不同目的，因此會導(dǎo)致不同歸類圖式之間更進(jìn)一步的問題出現(xiàn)。他討論了哲學(xué)概念的歸類根據(jù)，并分析了一些主要的歸類途徑是如何處理不斷變化的資料的，進(jìn)而描述了印第安納哲學(xué)本體論計(jì)劃的目標(biāo)和方法，并提供了這類利用模型方法的分析案例。

維也納技術(shù)大學(xué)的羅伯特?雅恩就內(nèi)在價(jià)值本體論進(jìn)行了探討，他認(rèn)為技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)的快速變化引起了困惑，使得哲學(xué)尤其是倫理的復(fù)興成為必要。假定道德價(jià)值不是物質(zhì) （根據(jù)物質(zhì)一元論），而是道德評價(jià)者的一種內(nèi)在的偶發(fā)屬性，那么信息倫理必須建基于這些價(jià)值，因?yàn)閷τ谌祟悂碇v，這些價(jià)值仍然與信息時代之前的道德普遍原則相契合。信息有其不同的定義，作為一個價(jià)值事物的潛在組成，它影響價(jià)值的具體性，也就是說信息和通信技術(shù)作為評價(jià)主題必須展現(xiàn)自己的價(jià)值，而道德行為者也必須證明他所認(rèn)知的屬性是充分的。

五、關(guān)于量子信息、信息量子和計(jì)算問題

華南理工大學(xué)的吳國林教授以《量子信息與不確定性的哲學(xué)思考》為題做了主題報(bào)告。他首先將量子信息與經(jīng)典信息區(qū)別開來，指出本體論量子信息是微觀事物的狀態(tài)與關(guān)聯(lián)方式的自我顯現(xiàn)，認(rèn)識論量子信息是微觀事物的狀態(tài)與關(guān)聯(lián)方式對認(rèn)識主體的顯現(xiàn)。進(jìn)而，他從量子糾纏的關(guān)聯(lián)程度和量子信息的度量入手，闡述了量子信息和不確定性之間的關(guān)系，即前者是后者的消除。量子信息表達(dá)了量子系統(tǒng)的確定性，不確定性在量子信息（量子技術(shù)）作用下可以發(fā)生改變，而量子世界又是確定性與不確定性的統(tǒng)一，因此量子世界的不確定性可以受到量子信息的控制。由此，普遍而言，物質(zhì)與信息是統(tǒng)一的。

四川社會科學(xué)院的有梁教授對“質(zhì)量―信息關(guān)系式與信息量子”進(jìn)行了深入的哲學(xué)思考。他首先從香農(nóng)―維納公式推導(dǎo)出一般不確定原理，以及作為一般不確定原理的特殊情況的海森伯不確定原理?；诖?，他又結(jié)合愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系式得到質(zhì)量與信息、能量與信息的關(guān)系式，闡明了質(zhì)量、能量、信息三者之間的關(guān)系。此外，他還提出了“信息量子”、“信息壽命”、“信息長度”的新概念和新公式，進(jìn)而分析了引力波的“信息量子”及探測引力波困難的原因。

希伯來大學(xué)的以色列?貝爾夫?qū)Α靶畔ⅷD計(jì)算的轉(zhuǎn)向：哈金式革命”進(jìn)行了探討。他所提倡的哈金式革命的標(biāo)準(zhǔn)是跨學(xué)科的，能夠集中體現(xiàn)新的研究機(jī)構(gòu)的建立和新的研究方向，而且與重大的社會實(shí)質(zhì)性變革息息相關(guān)，所以也應(yīng)是無邊界的。概括而言，此革命實(shí)質(zhì)在于計(jì)算模型和模擬的革命，涉及混沌、復(fù)雜性和系統(tǒng)理論中的涌現(xiàn)和還原論中的諸多論題?；诖耍沂玖艘粋€比特的新語義場，其中，信息化手段和計(jì)算復(fù)雜程度是新的語言，量子比特、黑洞熵和全息原理是新的對象，信息時代（空間/時間/虛擬）則是社會變遷的標(biāo)志。

亞眠大學(xué)的柳渝基于對“信息”與“問題”的西文字源與漢字基因的分析，認(rèn)為P versus NP問題認(rèn)知的困惑來自概念認(rèn)知的困惑：“基于驗(yàn)證的定義”取代“基于求解的定義”，造成了NP欲捕捉的“不確定性”消失了。結(jié)合中國古代哲學(xué)家公孫龍?zhí)岢龅闹倪壿媶栴}“白馬非馬”，她指出P versus NP的關(guān)系只能從相對比較的角度來認(rèn)知，在中國思想里，此認(rèn)知表達(dá)為“陰陽互補(bǔ)原理”，這樣不僅從整體觀出發(fā)，能夠解讀P versus NP問題，而且能探討科學(xué)與人文相結(jié)合的意義以及中西文化的互補(bǔ)性。

六、關(guān)于信息、智能與邏輯的關(guān)系

西安交通大學(xué)的王小紅教授就人工智能問題，提出機(jī)器發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)檢驗(yàn)了以及正在檢驗(yàn)著實(shí)在論者與反實(shí)在論者在觀察與理論陳述的爭辯中的立場。當(dāng)數(shù)據(jù)和假設(shè)之間的嚴(yán)格邊界崩潰之后，機(jī)器發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)重新發(fā)現(xiàn)了更多的經(jīng)驗(yàn)定律。她對舊的爭辯和機(jī)器發(fā)現(xiàn)應(yīng)用語義信息理論的生產(chǎn)，與應(yīng)用于厘清人工智能系統(tǒng)和自然智能系統(tǒng)之間差別的成果進(jìn)行了解釋。

中國社會科學(xué)院的劉鋼教授主要探討了《易經(jīng)》的成卦法中的大衍求一數(shù)問題，舉例說，即在萊布尼茨的普遍字符和通用圖靈機(jī)的理論基礎(chǔ)上來討論，使得一節(jié)較短的算法片段能夠描述某一卦產(chǎn)生的進(jìn)路。他認(rèn)為大衍求一數(shù)、普遍字符和通用圖靈機(jī)可以看作是等價(jià)的，而且因此便開啟了一個從對《易經(jīng)》的數(shù)學(xué)研究到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)的新路徑。

第7篇：量子計(jì)算的定義范文

關(guān)鍵詞：量子力學(xué) 氫原子 能量 本征函數(shù)

中圖分類號：O413.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0193-01

從17世紀(jì)牛頓力學(xué)出現(xiàn)以后，直到19世紀(jì)，電動力學(xué)，熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)也陸續(xù)被建立，從而形成了一個完整的經(jīng)典物理學(xué)體系。可是，在解決黑體輻射、光電效應(yīng)等實(shí)驗(yàn)時，經(jīng)典物理學(xué)遇到了空前的挑戰(zhàn)，需建立全新的理論來解決面臨的困難。1900年，普朗克假說在黑體輻射上有新的突破，1905年，愛因斯坦用量子化解釋了光電效應(yīng)，1913年，玻爾建立“玻爾理論”。但玻爾理論具有一定的局限性，十年之后，量子力學(xué)體系逐步建立起來，才完全解釋了原子問題。而氫原子是最簡單的原子。因此，有必要用量子力學(xué)的方法對其進(jìn)行嚴(yán)格的求解。

1 理論計(jì)算

氫原子是最簡單的原子，它是由一個電荷為的原子核與一個電荷為的電子構(gòu)成的。如果取無窮遠(yuǎn)為勢能的零點(diǎn)，則質(zhì)子與電子的庫侖勢能為V（r）=。則根據(jù)定態(tài)薛定諤方程可求出氫原子的能量及能量本征函。在以下的計(jì)算中，采用自然單位。為方便，給出氫原子的自然單位：長度的自然單位：，能量的自然單位：。氫原子的約化質(zhì)量為，質(zhì)子與電子的庫侖勢能為V（r）=?？紤]到V（r）的球?qū)ΨQ性，我們采用球極坐標(biāo)系。而因?yàn)閇]=0，所以角動量是守恒的，在球極坐標(biāo)系下，薛定諤方程可表示為：

[]=E （1）

由于的各分量是守恒的，而各分量不對易，則根據(jù)簡并定理可知能級有簡并。是守恒量，且與的每一個分量都對易，因此體系的守恒量完全集可以方便的選為（），方程（1）的解同時選為的本征態(tài)，即：

…… （2）

代入式（1），可得出徑向波函數(shù)滿足方程：

=0 （3）

和滿足方程：而為的本征值，待定。

對于式（3），若令，則在自然單位下滿足：

（4）

r=0，是微分方程的兩個奇點(diǎn)。

當(dāng)時，按照波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)詮釋，在任何體積元中找到粒子的概率都應(yīng)為有限值。因此，求解徑向方程（3）時，只有漸進(jìn)行為是∝的解才是物理上可接受的解。

當(dāng)r時，我們只限于討論束縛態(tài)（E﹤0），則方程（4）可化為：

（5）

該方程屬合流超幾何方程。方程（5）在鄰域有界的解為合流超幾何函數(shù)：（6）

當(dāng)時，無窮級數(shù)解～不滿足在無窮遠(yuǎn)處的束縛態(tài)邊條件。為了得到物理上允許的解，只要等于0或負(fù)整數(shù)，可以滿足這一條件。按式（6）并將其添上能量的自然單位，得出氫原子的能量本征值：（…），其中：。與相應(yīng)的徑向波函數(shù)可表示為：～其中（添上長度的自然單位），歸一化的徑向函數(shù)為：，

（7）

對于式（4），在球坐標(biāo)系下，可表示成：

（8）

將式（7），（8）代入方程（4），并成為勒讓德方程得：

（9）

在-1≤≤1的區(qū)域內(nèi)，有兩個正則奇點(diǎn)，其余各點(diǎn)均為常數(shù)。由此可知，只當(dāng)（…）時，方程就有一個多項(xiàng)式解，即勒讓德多項(xiàng)式：（≤m≤），它在-1≤≤1區(qū)域中是有界的，利用正交歸一性公式，可以定義一個歸一化的部分的波函數(shù)（實(shí)）：（）。滿足。這樣，（10）

由此可得，氫原子的束縛能量本征函數(shù)為：其中為式（8），為式（11）。

2 結(jié)語

本文運(yùn)用量子理論，求解了氫原子在庫倫勢場中的定態(tài)薛定諤方程，得到了氫原子的能量及能量本征函數(shù)：

（1）氫原子的能量為：，其中：…（主量子數(shù)）；（2）能量本征函數(shù)為，其中：，。

參考文獻(xiàn)

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[2] 周世勛.量子力學(xué)教程[M].北京：高等教育出版社，1979.

[3] 李鈺.一維、二維、三維氫原子能級和電子分布概率[J].廣西物理，1998（19）.

第8篇：量子計(jì)算的定義范文

超高密度量子效應(yīng)存儲器存在的問題。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，納米技術(shù)在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用逐漸普及，納米計(jì)算機(jī)也將成為一種發(fā)展趨勢，而超高密度存儲量子效應(yīng)的電子“芯片”在納米計(jì)算機(jī)中會成為一個主要的元件，是計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)可以提供高容量的存儲設(shè)備與快速訪問，但沒有機(jī)械運(yùn)動部件。然而，能夠創(chuàng)建納米電子邏輯設(shè)備，提出了新的挑戰(zhàn)，量子效應(yīng)的納米電子制造業(yè)的超高密度存儲陣列或設(shè)備使用相同的芯片。幾萬億到前所未有的密度組裝計(jì)算機(jī)納米計(jì)算機(jī)連接問題。納米電子元件需要巧妙的結(jié)構(gòu)，布局合理，這其中需要考慮的一個重要的問題就是納米計(jì)算機(jī)之間的互相連接的問題。計(jì)算機(jī)之間互相連接的問題，也就是計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的各種輸入與輸出的問題。納米計(jì)算機(jī)作為計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個趨勢，其工作原理是將巨大的信息量都存儲在一個比較小的空間內(nèi)，并且要對這些信息進(jìn)行有效地利用。因此，這就需要納米計(jì)算機(jī)之間，計(jì)算機(jī)與外部環(huán)境之間有準(zhǔn)確的連接。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢是逐漸微型化，微型化又會出現(xiàn)一個問題，即如何保持電線之間的隔離，避免過熱或或者串線，因此，要有一些幾何約束，不能無限制地增加數(shù)量的連接。因此，為了納米電子器件、量子效應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，急需解決納米計(jì)算機(jī)的連接問題。

2交互式電子技術(shù)手冊的問題

交互式電子技術(shù)手冊的發(fā)展經(jīng)過了很長的一段時間，發(fā)展到現(xiàn)在，一共有五個階段。但是目前還沒有真正意義上的人工智能的集成故障診斷的綜合電子技術(shù)手冊。各種各樣的電子技術(shù)手冊雖然代表了不同的發(fā)展階段，和優(yōu)勢的電子技術(shù)手冊、低水平仍有其價(jià)值。隨著電子信息技術(shù)組織、管理和傳播的優(yōu)勢明顯，收集。在信息化、數(shù)字化的時代，電子技術(shù)手冊更關(guān)注的是對各種信息獲取的便捷程度，展電子技術(shù)手冊，不僅需要一個良好的外部組織環(huán)境，還需要良好的管理、用戶手冊等諸多內(nèi)容。

3在時間與頻率標(biāo)準(zhǔn)方面的應(yīng)用

時間和頻率是對一個現(xiàn)象進(jìn)行描述的重要參數(shù)，這兩者之間，可以通過時間的標(biāo)準(zhǔn)來引導(dǎo)出頻率的標(biāo)準(zhǔn)，也可以兩者都使用同一個標(biāo)準(zhǔn)。可以通過標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)頻率源，它可以是一個引用來分享。1952時間標(biāo)準(zhǔn)，建立國際天文聯(lián)盟定義的基礎(chǔ)上，地球的自轉(zhuǎn)和革命，分別稱為世界時（UT）和星歷表時間（ET）。目前，世界上很多國家都制定出了相應(yīng)的量子頻率標(biāo)準(zhǔn)，如133銣原子頻率標(biāo)準(zhǔn)（CS）、氫頻率標(biāo)準(zhǔn)，一個標(biāo)準(zhǔn)的原子氫、甲烷、飽和度和他-Ne激光器頻率標(biāo)準(zhǔn)和吸收。這樣做之后，從過去的微觀運(yùn)動，在這場偉大的運(yùn)動的原子結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)時間。另一方面，設(shè)備簡單、體積和重量；另一方面，它大大提高了穩(wěn)定性的頻率標(biāo)準(zhǔn)（1430000000-1430000000-300000000秒）。1967年，國會通過了一項(xiàng)決議，規(guī)定：13個國際測量的時間第二階段等于133919631的“770全國銫超精細(xì)躍遷”。時間基準(zhǔn)，開發(fā)高精度頻率測量技術(shù)，這將有助于太空飛行，太空探索，還可以促進(jìn)現(xiàn)代微波技術(shù)、激光技術(shù)、雷達(dá)等方面的發(fā)展。有些應(yīng)用程序在任何情況下，近似靜態(tài)分析，關(guān)鍵問題在交互式電子技術(shù)手冊，納電子學(xué)的基本知識和擠壓，在時間和頻率標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)。在蓬勃發(fā)展的同時，在現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)的信息在我們的生活中，廣泛應(yīng)用新技術(shù)、建筑，沒有科學(xué)，我們研究一個新的理論和國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和和諧社會建設(shè)、專業(yè)技能、實(shí)踐在空氣中，應(yīng)用程序的理論。

4結(jié)語

第9篇：量子計(jì)算的定義范文

關(guān)鍵詞：量子行為粒子群算法；冷鏈物流；客戶滿意度

中圖分類號：N945.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-4428（2016）10-12 -03

一、引言

隨著現(xiàn)代化制冷技術(shù)的發(fā)展，海、陸、空運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的建立，人們對生鮮冷凍食品的品質(zhì)和安全提出了更高的要求，這為冷鏈物流的發(fā)展提供了有力的契機(jī)。冷鏈物流是指以保證易腐食品品質(zhì)為目的，以保持低溫環(huán)境為核心，以現(xiàn)代化制冷技術(shù)為手段的物流信息管理和配送系統(tǒng)。然而我國冷鏈物流的發(fā)展起步較晚，在物流設(shè)施、冷藏技術(shù)設(shè)備及配送管理等方面與歐、美、日發(fā)達(dá)國家差距較大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年由于冷鏈物流問題所帶來的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)100億美元。因此，優(yōu)化配送運(yùn)輸路徑成為降低社會經(jīng)濟(jì)損失，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑之一。

二、文獻(xiàn)綜述

物流配送運(yùn)輸路徑優(yōu)化方法主要包括精確算法和群體智能算法兩種。由于群體智能算法的并行性、分布式、易操作性等特點(diǎn)使得遺傳算法、粒子群、蟻群等典型的群體智能算法在冷鏈物流研究中得到廣泛的應(yīng)用。劉鎮(zhèn)等人在考慮多源實(shí)時交通信息的基礎(chǔ)上建立了運(yùn)輸成本和配送時間的優(yōu)化模型，并在云計(jì)算環(huán)境下利用粗粒度并行遺傳算法對模型假設(shè)進(jìn)行了有效性的驗(yàn)證；陶榮綜合考慮配送、貨損與懲罰三個主要成本要素建立了帶有時間窗的優(yōu)化配送運(yùn)輸模型，并通過蟻群算法驗(yàn)證了模型的有效性和可行性。他所提出的多溫共配思想為冷鏈物流的發(fā)展注入了新鮮血液；量子粒子群（QPSO）優(yōu)化算法是在粒子群（PSO）優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上，從量子力學(xué)的角度提出的一種新型算法。QPSO算法通過建立δ勢阱模型使處于量子束縛態(tài)的粒子按照一定的概率密度實(shí)現(xiàn)全局收斂，已經(jīng)證實(shí)QPSO算法克服了PSO算法因速度限制搜索空間受限的問題。本文采用量子粒子群優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)模型假設(shè)的驗(yàn)證。

三、冷鏈產(chǎn)品物流配送路徑優(yōu)化模型

冷鏈產(chǎn)品物流配送路徑優(yōu)化問題可描述為在一定范圍內(nèi)和約束條件下，將冷鏈產(chǎn)品通過儲運(yùn)的方式實(shí)現(xiàn)在多個配送中心與供給客戶之間的空間位移，并使目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)化。

假設(shè)冷鏈產(chǎn)品的配送中心有M個，運(yùn)輸車輛有P輛（載重量均為r），客戶有N個（貨物需求為ni其中i=1，2，…，N），且每輛運(yùn)輸車完成任務(wù)后均返回配送中心。客戶與配送中心的編碼分別為1，2，…，N，N +1，N+2，...，N+M；變量定義如下：

其中客戶在[Bi，Li]內(nèi)的意度為1，在該區(qū)間以外客戶的滿意度隨時間ti而線性減少，α，β是客戶對時間的敏感系數(shù)。

冷鏈產(chǎn)品的儲運(yùn)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量與安全，因此，需同時考慮物流運(yùn)輸路徑最短和客戶滿意程度兩個最優(yōu)化問題，構(gòu)建數(shù)學(xué)建模如下：

其中Dij表示兩個客戶i，j之間的距離； 配送中心M具有PM輛儲運(yùn)貨車。

目標(biāo)函數(shù)需滿足如下約束條件：

（1）參與儲運(yùn)的車輛不能超出配送中心的總車輛數(shù)，即

（2）參與儲運(yùn)的車輛的承載數(shù)量是有限的，約束如下：

（3）每個客戶配送服務(wù)僅一次

（4）配送路徑無子回路

在目標(biāo)函數(shù)中引入罰函數(shù)以約束車輛容量，

其中ξ取值足夠大時不可行解在迭代過程中將被淘汰。

四、基于QPSO算法的物流運(yùn)輸路徑優(yōu)化問題

（一） QPSO算法

QPSO算法從量子力學(xué)理論出發(fā)，通過建立δ勢阱模型束縛粒子，在收索空間中受量子束縛的粒子以一定的概率密度分布，當(dāng)粒子與中心的距離趨于無窮大時，其概率密度趨于零。

在一個M維的目標(biāo)搜索空間中，由N個粒子組成的種群的決策變量為粒子第t次迭代的位置向量Xti，Xti=（Xti1， Xti2，…，xtim）， 粒子個體最好位置為Pti， Pti=（ Pti1， Pti2，…，Ptim）以最小優(yōu)化問題minf（x）為例，Pti由下式確定：

當(dāng)參數(shù)γ由1.0線性遞減到0.5時效果較好。

（二）粒子編碼

構(gòu)造X1與X2兩個N維子向量。X1為車輛信息，X1∈[1，p]，X2為車輛儲運(yùn)路徑信息。假設(shè)2個配送中心，對12個客戶進(jìn)行儲運(yùn)服務(wù)，每個配送中心所擁有的車輛數(shù)分別為2，3，且這5輛車的編碼分別為1至6。

（三）基于QPSO算法的物流運(yùn)輸路徑規(guī)劃算法

QPSO算法流程如下：

第一步：取種群規(guī)模為N，最大迭代次數(shù)T，對粒子進(jìn)行編碼；

第二步：粒子初始位置Xi0，取個體最好位置P0i=X0i；

第三步：利用公式（4-3）計(jì)算平均最好位置；

第四步：利用公式（3-3）計(jì)算Xti的適應(yīng)值，利用公式（4-1）計(jì)算更新粒子的當(dāng)前最好位置；

第五步：當(dāng)粒子的適應(yīng)值優(yōu)于Ptg時，更新Ptg；

第六步：利用公式（4-2）置換粒子位置Xit+1；

第七步：轉(zhuǎn)第三步繼續(xù)迭代，達(dá)到迭代次T結(jié)束；

（四）仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

假設(shè)某地由3個配送中心對該地區(qū)的15個門店提供儲運(yùn)服務(wù)，每個配送中心1，2，3的車輛數(shù)分別為2，2，2，6輛車的編碼分別為1，2，……，6；14個客戶及3個配送中心在XOY平面的位置信息如下表2，表3所示

通過Matlab7.0對QPSO算法進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明了QPSO算法的可行性和有效性。儲運(yùn)路線如圖1所示。

經(jīng)粒子解碼得到有效路徑為：

配送中心1的車輛1：15101415

配送中心1的車輛2：154215

配送中心2的車輛3：16516

配送中心2的車輛4：1693716

配送中心3的車輛5：171211117

配送中心3的車輛6：17138617

仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

由上表可見QPSO算法在解決冷鏈產(chǎn)品物流儲運(yùn)路徑問題中呈現(xiàn)出較強(qiáng)的穩(wěn)定性與收斂性。

五、結(jié)束語

隨著中國消費(fèi)者對冷鏈產(chǎn)品需求量的增加及對產(chǎn)品質(zhì)量安全性的重視，為冷鏈物流的發(fā)展提供了機(jī)遇，研究冷鏈產(chǎn)品的儲運(yùn)優(yōu)化路徑，是提高物流企業(yè)競爭力及消費(fèi)者滿意度的關(guān)鍵。本文從現(xiàn)代物流管理理念出發(fā)，以冷鏈產(chǎn)品的儲運(yùn)成本最小化與顧客的滿意程度最大化作為優(yōu)化目標(biāo)，使得算法的研究與實(shí)現(xiàn)更具有現(xiàn)實(shí)意義。

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