lection 14 (Презентации лекций), страница 4

65 536 таких потоковРичард ФейнманСхема квантового компьютераФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 14. Перспективы развития ЭВМКвантовые алгоритмыКвантовый алгоритм - алгоритм,предназначенный для выполнения на квантовомкомпьютере.Ричард ФейнманПитер ШорКвантовый алгоритм - классический алгоритм,который задает последовательность унитарныхопераций с указанием, над какими именнокубитами их надо совершать. Алгоритм задаетсялибо в виде словесного описания команд, либо спомощью их графической записи в виде системывентилей (quantum gate array).Результат работы алгоритма всегда носитвероятностный характер.

Однако за счетсравнительно небольшого увеличения числаопераций в алгоритме вероятность полученияправильного результата может быть сделанасколь угодно близкой к единицеФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 14. Перспективы развития ЭВМКвантовые алгоритмыТип задач, решение которых ускоряется прииспользовании квантовых алгоритмов - задачиперебора, которые делят на 2 группы:1. Задачи моделирования динамики сложных систем(Фейнман) схема Шора и алгоритм Залки-Визнера2.

Задачи, сводящиеся к перебору вариантов:2.1. Общий случай – схема и алгоритм Гровера2.2. Задачи поиска скрытых периодов - схема иалгоритм ШораАлгоритмы перебора вариантовФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 14. Перспективы развития ЭВМРеализация: ионные ловушки и …Предложено множество разных путей реализации квантовых компьютеров:- метод импульсного ядерного магнитного резонанса в молекулярных жидкостях(ансамблевый квантовый компьютер)- ионы в ловушках в вакууме- ядерные спины примесных атомов Р в монокристаллическом кремнии- спины одиночных электронов в квантовых точках в 2D газе полупроводниковыхгетероструктур- атомы в резонаторах электромагнитного поля- состояния связанных сверхпроводников (переход Джозефсона), отличающихсячислом зарядов или фазой- системы на линейных оптических элементах (делители пучка, поляризаторы,фазовращатели, интерферометры)Физические основы современных ЭВМ.

ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 14. Перспективы развития ЭВМРеализация: ионные ловушки и …Ионная ловушка как квантовый процессор. Влинейной структуре благодаря взаимномуотталкиванию ионы находятся на расстоянии~20 мкм. Каждый ион адресуется паройлазерных лучей и представляет собой кубит7-кубитовая молекула,созданная в фирме IBMФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 14. Перспективы развития ЭВМРеализация: ионные ловушки и …Оптически контролируемыекубиты.

Тонкая пленка Siнаносится на кварцевую илиалмазную подложку, послечего заполняется донорами:кубитами (красные частицы) иуправляющими элементами(зеленые частицы)Две ячейки Кейна в матрице Si сядерными спинами - кубитамиатомов доноров (фосфор). Притемпературах < 1 K времясохранения исходных состоянийквантового регистра очень велико(часы и дни)Физические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 14.

Перспективы развития ЭВМРеализация: ионные ловушки и …Сверхпроводниковый фазовый(потоковый) кубит, впервыереализованный в ДелфтскомуниверситетеСхема еще одного устройства, воснове которого - дорожки, создающиемикроволновый резонатор, внешниеполя и множество частиц, несущих«согласованные» спины электроновФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 14. Перспективы развития ЭВМРеализация2011 - информация о создании канадскойфирмой D-Wave первого в историикоммерческого квантового компьютера«D-Wave One».Этот компьютер со 128 кубитнойархитектурой был продан американскойвоенной компании Lockheed Martin за 10миллионов долларовD-Wave OneДжозефсоновский контакт с двумядиэлектрическими зазорами (слева) ивероятность изменения направлениятока в зависимости от величинывнешнего магнитного потока (справа)Физические основы современных ЭВМ.

ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 14. Перспективы развития ЭВМРеализация128-ми кубитный чип от D-Wave Systems.Каждый кубит – крошечная петля из металланиобия, находящегося в сверхпроводящемсостоянии. По этой петле может курсироватьнезатухающий ток по или против часовойстрелки. Эти токи и соответствует базовымсостояниям «0» и «1»В процессоре 16 блоков по 8 кубитов вкаждом. Система охлаждается дотемпературы в 10 мК для того, чтобыперевести все кубиты в сверхпроводящеесостояниеФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 14.

Перспективы развития ЭВМЖелаю успешно сдать сессиюФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ru.