量子计算模型等价性：探索计算机科学基础理论的深度解析

本文《量子计算模型的等价性-浅谈计算机科学的若干基础理论》由中山大学信息科学与技术学院的邱道文教授撰写，发表于2007年11月。该论文深入探讨了计算机科学的基础理论，特别关注了量子计算这一新兴领域。量子计算相较于传统的经典计算，基于量子力学原理，其模型如量子通信、量子下推自动机和量子时序/自动机的等价性问题成为研究的核心。 论文首先回顾了计算学科的定义，强调它是对信息处理的算法过程进行系统研究，涵盖了理论、设计、效率等多个层面，并指出计算学科的根本问题是寻找有效的自动算法，这源于对算法理论、数理逻辑、计算模型和自动计算机器的探索。作者提到了几个主要的计算学科分支，包括计算机科学、信息系统、软件工程等，以及计算机工程和信息技术等相关领域。 在内容上，文章分为多个部分，其中重点介绍了计算机科学的基础理论，包括数理逻辑与集合论、代数系统、图论以及形式语言与自动机。这些理论是理解现代计算和计算机设计的基础。量子计算作为一个新兴的计算理论，文中简述了图灵奖的历史背景，这是计算机科学领域的最高荣誉，由图灵提出的概念奠定了现代计算机的数学模型。论文还列举了一些图灵奖得主，大部分是数学背景的科学家，反映了数学在计算机科学中的重要地位。 此外，文章讨论了计算的普遍概念，如基本的符号变换操作，如四则运算、方程求解等，以及计算的实质，即通过符号推导实现从一个符号串到另一个符号串的转换。论文还提及了Church-Turing论点，这是一个核心概念，它确立了任何可计算的问题都可以用图灵机来解决，从而界定了计算机科学的计算能力的极限。 文章最后可能探讨了量子计算如何挑战和扩展了传统计算理论，以及如何通过量子下推自动机和量子时序机的等价性分析来理解和评估量子计算模型的效率和潜力。对于计算机科学专业人员和对量子计算感兴趣的读者来说，这篇论文提供了一个深入理解基础理论和前沿技术的宝贵资源。