量子计算与生物计算

量子叠加态示意图
量子计算机
量子计算机
量子计算机（quantum computer） 是一种全新的基于量子理论的计算机 ，遵循量子力学规律进行高速数学和 逻辑运算、存储及处理量子信息的物 理装置。
量子计算机
世界上第一台商用量子计算机 加拿大量子计算公司D-Wave于 2011年5月11日正式发布了全球第一 款商用型量子计算机“D-Wave One”不过严格来说当时那套系统还 算不上真正意义的量子计算机，只是 能用一些量子力学方法解决问题的特 殊用途机器。 D-Wave One 量子处理器晶圆
谢谢观看
主讲人：高婉馨
小组成员：方少韩、佟妍、汤晓彤、刘芮婷、高婉馨
量子光束
量子计算
量子计算
量子计算是一种依照量子力学理论进行的新型计算。 量子计算的基础和原理以及重要量子算法为在计算速度上超越图灵 机模型提供了可能。
重叠原理
把量子考虑成磁场中的电子。电子的旋转可 能与磁场一致，称为上旋转状态，或者与磁 场相反，称为下旋状态。通过提供脉冲能量 使电子旋转从一种状态变为两种状态；根据 量子理论，微粒将进入重叠状态，即同时处 于两种状态下，每一个量子比特呈现重叠状 态0和1。
量子计算机
四年之后，D-Wave One终于脱胎换骨、正式登场。 它采用了128-qubit（量子比特）的处理器，四倍于 之前的原型机，理论运算速度已经远远超越现有任何 超级电子计算机。另外，D-wave公司将会在2013年 1月将其升级至512量子比特。不过呢，也别太兴奋， 这个大家伙现在还只能处理经过优化的特定任务，通 用任务方面还远不是传统硅处理器的对手，而且编程 方面也需要重新学习。 另外，为尽可能降低qubit的 能级，需要利用低温超导状态下的铌产生qubit，DWave 的工作温度需保持在绝对零度附近（20 mK）
目前生物计算机的相关应用
电子蛙眼
对青蛙眼睛的表面“视而不见 ”，实际“明察秋毫”的认识 ，研制出了电子蛙眼
振动陀螺仪
对苍蝇飞行的研究，仿制出一 种新型导航仪：振动陀螺仪
雷达
对蝙蝠没有视力，靠发出超 声波来定向飞行的特性研究 ，制造出了雷达
结束语
量子计算与生物计算就先介绍到这里
让我们同科学技术一起成长
生物计算机
它体积小，功效高
在一平方毫米的面积上，可容纳几亿个电路，比目前 的集成电路小得多，用它制成的计算机，已经不像现 在计算机的形状了，可以隐藏在桌角、墙壁或地板等 地方。
生物计算机具有自我修复功能
当它的内部芯片出现故障时，不需要人工修理，能 自我修复，所以，生物计算机具有永久性和很高的 可靠性。
生物计算
生物计算
生物计算主要研究 序列比对、系统发育分析、蛋白质序列 的语义分析与结构预测、基因识别与生 物芯片的数据分析等，给出它们的基本 问题与有关的方法及应用
生物计算机
生物计算机
生物计算机定义
生物计算机（ biological computer） 又称仿生计算机(bionic computer)。以生物芯片 取代在半导体硅片上集成数以万计的晶体管制成 的计算机。
量子计算机
量子计算机 的强大功能
量子计算机可以进行大数的因式分解，和 Grover搜索破译密码
量子计算机是通过量子分裂式、量子修补式来 进行一系列的大规模高精确度的运算的。
Part 2
生物计算
生物 生物计算
生物计算机
Hale Waihona Puke Baidu
生物
生物
生物的定义 具有动能的生命体，也 是一个物体的集合，而 个体生物指的是生物体 。
生物计算机
生物计算机涉及计算机科学、脑科学、神经 生物学、分子生物学、生物物理、生物工程 、电子工程、物理学和化学等有关学科。
1986年日本开始生物计算机研究生物芯 片，研究有关大脑和神经元网络结构的信 息处理、加工原理，以及建立全新的生物 计算机原理，探讨适于制作芯片的生物大 分子的结构和功能。
需要很少的能量就可以工作
生物计算机
物计算机的元件是由有机分子组成的生物化学元件 ，它们是利用化学反应工作的不会像电子计算机那 样，工作一段时间后，机体会发热，而生物计算机 的电路间也没有信号干扰
生物计算机
生物计算机发展趋势 生物计算机将深入研究 人脑的结构、思维规律 ，再构想生物计算机的 结构。
生物计算机
量子计算与生物计算
主讲人：高婉馨
小组成员：方少韩、佟妍、汤晓彤、刘芮婷、高婉馨
前沿技术
量子计算
量子 量子计算 量子计算机
1
生物计算
生物
目录
2
生物计算 生物计算机
Part 1
量子计算
量子 量子计算
量子计算机
量子
量子
量子（quantum）是现代物理的重要概念。
量子：一个物理量，把最小单位 称为量子
最早是M·普朗克在1900年提出的。 他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能 取能量基本单位的整数倍。后来的研究表明，不 但能量表现出这种不连续的分离化性质，其他物 理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种 不连续的量子化现象。
量子
在物理学中常用到量子的概念，指一个不可分割 的基本个体。 例如：“光的量子”（光子）是光的单位。而延 伸出的量子力学、量子光学等成为不同的专业研 究领域。其基本概念为所有的有形性质是“可量 子化的”。“量子化”指其物理量的数值是特定 的，而不是任意值。例如，在原子中，电子的能 量是可量子化的。这决定原子的稳定和一般问题 。许多物理学家将量子力学视为了解和描述自然 的的基本理论