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Brief introduction to current quantum technology
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Brief introduction to current quantum technology
当前量子技术的简要介绍

Jerry Liu
10月10日

杰瑞·刘
10 月 10 日
不考,看看得了

1. Two quantum experiment
两个量子实验

1.1. The photoelectric effect (光电效应)
1.1. 光电效应

Heinrich Hertz: ultraviolet rays irradiated onto metal electrodes could help generate sparks.
海因里希·赫兹:紫外线照射到金属电极上可以帮助产生火花。
Albert Einstein: the energy of light is not uniformly distributed, but is carried in discrete light quanta (photons), and the energy of this photon is related to the frequency of the light it is composed of.
阿尔伯特·爱因斯坦:光的能量并不是均匀分布的,而是以离散的光量子(光子)形式携带的,这个光子的能量与它所组成的光的频率有关。
The photoelectric effect → The quantum properties of photons → The concept of wave-particle duality.
光电效应 → 光子的量子特性 → 波粒二象性概念。
The experiment of the photoelectric effect & Work energy (逸出功): 大物
光电效应实验与功能(逸出功):大物
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1.2. The Stem-Gerlach experiment
1.2. 斯特恩-盖拉赫实验

Research the angular momantum of electron
研究电子的角动量
实验现象:施特恩-格拉赫实验设法令高温的原子从高温炉中射出,经狭缝准直后形成一个原子射线束,而后银原子射线束通过一个不均匀的磁场区域,射线束在磁场作用下发生偏折,最后落在屏上。如果原子的磁矩可以任意取向,则屏上会出现一片黑斑。而实验发现屏上形成了几条离散、清晰的黑斑,表明银原子的磁矩只能取几个特定的方向,
从而验证了原子角动量的投影是量子化的。
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2. Basic quantum application: Quantum information processing
基本量子应用:量子信息处理

2.1. Quantum computing 2.1. 量子计算

Universal turing machine → Computational complexity
通用图灵机 → 计算复杂性

Quantum computing algorithms:
量子计算算法:

Shors algerithm (1994) → RSA factoring problem
Shors 算法 (1994) → RSA 分解问题
求解一个可分解的正奇数 N 的素数质因子的量子算法。Shor 算法比经典算法有指数级的加速效果。Shor 算法直接威胁到经典通讯的 RSA 加密算法
Grover’s algorithm (1995) → quantum search algorithm
格罗弗算法 (1995) → 量子搜索算法

2.2. Quantum communication
2.2. 量子通信

Quantum version of today’s interest
今天利息的量子版本
quantum teleportation 量子隐形传态
quantum memory 量子储存器
quantum repeaters 量子中继站
quantum error correction 量子纠错
量子纠错
To distribute classical information
分发经典信息
quantum key distribution 量子密匙传输
quantum random number quneration 量子随机数
量子随机数生成
quantum cryptography 量子密码学

2.3. Quantum matrology / sensing
2.3. 量子测量学 / 传感

3. Commercial quantum products & states-of-the art quantum technologies
3. 商业量子产品与尖端量子技术

Three dimension: Functionality Accessibility Distance
三维:功能性 可达性 距离