电子计算机、量子计算机，及计算速度的发展

1．“电子计算机”的基本原理

利用电子管之类有“开、关”2性，可表达“0、1”数字，的特性，而能由多个这类器件同时运行，就能建立起“2进位制”，表达、处理各种数字，运算的符号、程序，而进行计算。

巨大数量的这类器件同时并行、运算，例如，这类同时运算器件的数量为n，就能按2^n倍提高每次运算量，而相应地提高运算速度，而快速地进行各种计算，n越大，计算速度就相应地增快。

这就是通常“电子计算机”能用以进行快速计算的基本原理。

2．建立更多数字进位的编码，急剧提高计算速度

由化学的分子各特性或生物的DNA，等，都可能有各自相应的特性，而有可能建立更多位数字进位的编码。

若能建立n*进位的编码，这类同时运算器件的数量为n，就能按n*^n倍提高每次运算量；每次的计算量，就是按“2进制”的n*^n/2^n倍增大，而使计算速度相应地提高，例如，n*=10，n=100，则增大10^100/2^100倍=5^100倍，就是惊人的数字。

但是，如何能同时建立这样更多个、更多位数字进位的编码？如何能快速地确定各个编码的数字？就是极大地提高运算速度，希望解决，可能解决，必须解决，而尚未解决，且难于解决的问题。

3．“量子计算机”的基本原理

(3,1) 所谓“波函数”可建立更多数字进位的编码，急剧提高计算速度

由大量同种粒子时空“相宇”统计得到的“显含时的最可几分布函数”，即：所谓“波函数”。

波函数是具有e^(a+ibx)形式的函数，按欧拉公式：e^(a+ibx)=A(cos(bx)+isin(bx))，

A=e^a就是该波函数的振幅。

cos(bx) 与sin(bx) 是分别在实轴和虚轴上，每隔180度角就有一次从峰值到谷值，再到峰值，的变化。

只要使得bx=180度角/ n*，在该“波函数”的复平面上，就会有n*个峰值和谷值，n*就是该波函数的频率。

这样，就可以将该波函数表达为“2^n*进位”的编码。

   当使得n*很大，就能急剧提高计算速度。

(3,2) 所谓“量子纠缠”能更急剧地提高计算速度

所谓“量子纠缠”，即：多（n）类大量同种粒子时空“相宇”统计得到的“显含时的最可几分布函数”，所谓“波函数”，有彼此相互关联，同时运转的特性。

因而，就能利用这个所谓“量子纠缠”，用各波函数的“2^n*进位制”，若各波函数峰值和谷值出现的频率都是n*，就能以每次(2^n*)^n的运算量表达、处理各种数字，运算的符号、程序；若各波函数峰值和谷值出现的频率分别是n*就，就能以每次2^(n*j,j=1到n求和)的运算量表达、处理各种数字，运算的符号、程序，而进行计算。

利用“波函数”建立更多位（n*）数字进位的编码，和多类（n）“波函数”的彼此相互关联，同时运转，就能以每次(2^n*)^n或2^(n*j,j=1到n求和)的运算量，急剧地提高计算速度，就是所谓“量子计算机”的基本原理。

计算速度，随n*和n的增大，而急剧地增快，就使得，许多原本不能完成的任务，能够实现。

4．“量子计算机”的建立

   采用某种持续稳定的激励方式，使某种材料持续稳定地发射某种粒子，这种大量同种粒子时空统计的“波函数”，就可建立起相应的“多位（n*）数字进位的编码”，使某种材料持续稳定地发射多类（n）种粒子，就能建立每次(2^n*)^n或2^(n*j,j=1到n求和)的运算量的“量子计算机”。

今年3月份发表在美国《物理学评论通讯》周刊上，由中国科技大学物理学家杜江峰领导的，研究人员向被固定在金刚石的“氮空位中心”的微小空间内的粒子发射激光和微波束，建立的新型量子计算装置，把数字35分解成因数5和7的计算，其运算速度，在2微秒的时间内便得出了解答，的研究结果。

该文没有报道n*和n各是多少，但从其计算结果，可以估计：其n*必然显著地大于2，而n可能略小于初始“电子计算机”的。

   当然，如果，提高n*和n，就都能显著提高相应的计算速度。

   该文是采用持续稳定的激光和微波束从金刚石的“氮空位中心”的微小空间内，持续稳定地激发出的是各大量同种的光子。

当然，也可以采用持续稳定的其它激励方式，从其它材料内，持续稳定地激发出各大量同种的其它粒子，建立相应的量子计算装置。

5．须注意的问题

   (5,1) “量子纠缠”只是各“波函数”有彼此相互关联，同时运转的特性

不能误解为：各个别粒子，无论相距多远，都能“心灵相通”彼此相互关联，同时运转。

发射各个别的粒子，是没有“量子纠缠”的。

   (5,2) 激励方式必须持续、稳定

只有持续、稳定的激励方式，才能使相应材料持续、稳定地产生大量同种的粒子，表达为“2^n*进位”的编码，和持续稳定地发射多类（n）种有彼此相互关联，同时运转特性的粒子，才可能建立相应的量子计算装置。

激光和微波束通常也是由电激励产生的。

电激励方式，是在电导体或半导体导带中，使各电子或空穴，在各原子不同能态的跃迁和发射相应的光子，又被相邻原子吸收，使相应的电子或空穴，在相应不同能态持续、稳定地跃迁，才能产生持续、稳定的电激励。

激光和微波的持续、稳定，也必须相应的电激励是持续、稳定的。

   (5,3) 振幅的衰减

“波函数”会因各种衰减因素，而降低其振幅，使其可现n*减小，降低、限制，相应的计算速度。

为使相应的电激励持续、稳定，在有关情况下，就需要降低相应的电阻，这就是需要采用超导的原因。