Квантовый компьютер

Заранее неясно, увеличиваются ли вычислительные возможности при переходе от преобразований конечных множеств к унитарным преобразованиям конечномерных иространств. Сейчас есть основания полагать, что такое увеличение действительно происходит. В качестве примера мои Ио привести задачу о разложении числа на множители для обычных компьютеров неизвестны полиномиальные алгоритмы её решения, а для квантовых компьютеров такие алгоритмы есть. [c.50]

Однако перспективы физической реализации квантовых компьютеров пока совершенно неясны. Скорее всего, это дело нескольких десятилетий. Основные достижения в этой области носят пока чисто математический характер. [c.4]

Как уже говорилось во введении, обычные компьютеры не используют всех возможностей, предоставляемых природой. В них выполняются преобразования иа конечных множествах состояний (действия с О п 1), а в природе есть возможность делать унитарные преобразования, т.е. действовать на бесконечном множестве.Эта возможность описывается квантовой механикой. Устройства (реальные или воображаемые), использующие эту возможность, называются квантовыми компьютерами. [c.50]

Небольшое уточнение еслп умножить вектор Сх ж) на фазовый множитель [ р — вещественное), то получится физически неотличимое состояние. Таким образом, состояние квантового компьютера — это вектор единичной длины, заданный с точностью до фазового множителя. [c.51]

Замечание. Всё сказанное относится только к замкнутым системам. Реальный квантовый компьютер — это часть большой системы (Вселенной), взаимодействующая с остальным миром. Квантовые состояния и преобразования открытых систем будут рассмотрены в разделах 9-10. [c.51]

Пока мы описали работу квантового компьютера. Теперь пора определить, когда эта работа приводит к решению интересующей пас задачи. Определение будет похоже на определение вероятностного вычисления. [c.68]

С точки зрения физической реализации квантового компьютера, получеппый результат пе является удовлетворительным. Получается, что размер квантовой схемы L ие должен превосходить 1/(4<5), иначе вероятиость правильного ответа может стать меньше 1/2. Поэтому возникает важный вопрос можно ли избежать накопления ошибок, используя схемы специального вида [c.119]

Перспективным направлением здесь являются квантовые вычислительные устройства. В таких компьютерах квантовые эффекты, например магнитного квантового туннелирования или гигантского магнитного резонанса, не ограничивают, а расширяют возможности вычислений и увеличивают быстродействие. Следует пояснить, что в обычных, цифровых ЭВМ, информация сохраняется в виде последовательности символов О и 1 (бит информации соответствует набору одной из этих цифр). Информация в квантовых битах записывается суперпозицией состояний О и 1 , точное значение которых одновременно определяется в момент измерения. Последовательность из N цифровых битов может представлять любое число в интервале от О до 2 - 1, в то время как N квантовых битов могут представить все эти 2 чисел одновременно. К примеру, квантовый компьютер с 300 такими битами может описывать систему с числом элементов 2 ° 10 , что превышает число атомов Вселенной. При поиске данных в массиве из N элементов скорость квантовых компьютеров в раз превосходит скорость цифровых ЭВМ [1]. Таким образом, именно нанотехнология может решить проблему изготовления большого числа квантовых битов и вывести вычислительную технику к пределам действия закона Мура. [c.523]

Можно ли нсиольэовать квантовые системы для решения других вычислительных задач Какова должна быть математическая модель квантового компьютера, в той же степени не зависящая от физической реализации, что и модели классических вычислеинй Эти вопросы, по-видимому, впервые были поставлены в книге Ю. И. Манина Вычислимое и невычислнмое (1980 г.). Они обсуждались также в работах Р. Фейнмана и других авторов. В 1985 году Д. Дойч [27] предложил конкретную математическую модель — квантовую машину Тьюринга, а в 1989 году — эквивалентную, но более удобную модель — квантовые схемы [28, 47]. [c.11]

Ш" — , пужпо уметь вводить входные даппые, проделывать вычисления и считывать результат. Ввести в квантовый компьютер последовательность (ж],. . ., ж ) пулей и единиц — значит приготовить начальное состояние х, . .., х ,, 0). (Объём входных данных п обычно меньше общего количества ячеек памяти , т. е. сиинов, N. Оставшиеся ячейки заполняются нулями.) К начальному состоянию применяется квантовая схема, зависящая от решаемой задачи, по пе от конкретных входных данных. В итоге возникает квантовое состояние [c.11]

Какую систему можно использовать для физической реализации квантового компьютера (Это не обязательно должна быть система сиинов.) [c.12]

Замечание 10.1. Нетрудно определить более общую модель квантового вычисления, в которой элементарными действиями являются подходящие иреобразоваиия матриц плотности общего вида (не обязательно унитарные операторы). Такая модель более адекватна физической ситуации, когда квантовый компьютер взаимодействует с окружающей средой . С вычислительной точки зрения новая модель эквивалентна стандартной (если в обоих случаях используется полный базис). Однако в модели с общими преобразованиями матриц плотности воз-молсно более естественное определение подпрограммы для квантового вычисления, поскольку результат работы квантовой схемы — вероятностная функция. Здесь мы не будем давать этого определения и отсылаем заинтересованного читателя к [20]. [c.83]

В настоящее время существует несколько иодходов к проблеме реализации квантового компьютера. [c.14]

Основной проблемой ири создапии квантового компьютера является необходимость реализации унитарных преобразований с точностью <5 < 0 10 10 . Для этого, как правило, требуется контролировать параметры системы с ещё большей точностью. Одиако можно представить ситуацию, когда высокая точность достигается автоматически, т.е. исиравлепне ошибок происходит па физическом уровне. Примером являются двумерные системы с аиионнымн возбуждениями. [c.15]

Птак, идея квантового компьютера выглядит столь же заманчиво, сколь иереалистичио. Паверпое, так же воспринимался проект обычного компьютера во времена Чарльза Бэббиджа, изобретение которого было реализовано лишь сто лет спустя. Будем надеяться, что в наше время научно-технический прогресс идет быстрее, поэтому не придётся ждать так долго. Возможно, достаточно одной свежей идеи плюс несколько лет на разработку новой технологии... [c.16]

Оказывается, что на квантовом компьютере моуКНо вычислить значение предиката F x) и даже найти у, на котором выполнено А х, у), за время 0(л/М). Получены также и ниукиие оценки, показывающие, что в этой постановке квантовые устройства дают лишь полиномиальное ускорение по сравнению с [c.69]

Такие кластеры рассматриваются как молекулярные магниты, которые могут применяться для хранения и реализации информации, но с колоссальной плотностью записи. Использование многоуровневого туннелирования позволяет использовать подобные наноустройства в квантовых компьютерах, позволяющих сушественно продвинутся в области емкости памяти и быстродействия устройств. [c.544]

Большой интерес представляют бифункциональные или многофункциональные материалы, в которых магнитное или электрическое состояние связано с электронной проводимостью, например, ферроэлектрики (сегнетоэлектрики), ферромагнетики, сверхпроводники, материалы с гигантским магнетосопротивлением, фотохромные и электрохромные наноматериалы. Здесь появляется уникальная возможность управления свойствами за счет воздействия слабых электрических или магнитных полей. Создание управляемых кластерных магнитов позволит продолжить выполнения закона Мура о миниатюризации во времени размеров электронных устройств для компьютеров и перейти от цифровых к квантовым компьютерам. [c.589]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология