Квантовый компьютер — вычислительное устройство, которое использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных. Хотя появление транзисторов, классических компьютеров и множества других электронных устройств связано с развитием квантовой механики и физики конденсированного состояния, информация между элементами таких систем обычно передается в виде электрического напряжения.
Полноценный квантовый компьютер является пока гипотетическим устройством, сама возможность построения которого связана с серьёзным развитием квантовой теории в области многих частиц и сложных экспериментов; эта работа лежит на переднем краесовременной физики.
Одна из первых моделей квантового компьютера была предложена[3] Ричардом Фейнманом в 1981 году. Вскоре Пол Бениофф описал теоретические основы построения такого компьютера[4].
Так же концепцию квантового компьютера в 1983 предлагал Стивен Визнер в статье, которую он пытался опубликовать в течение более десяти лет до этого.[5][6]
Необходимость в квантовом компьютере возникает тогда, когда мы пытаемся исследовать методами физики сложные многочастичные системы, подобные биологическим. Пространство квантовых состояний таких систем растет как экспонента от числа 
составляющих их реальных частиц, что делает невозможным моделирование их поведения на классических компьютерах уже для 
. Поэтому Визнер и Фейнман высказали идею построения квантового компьютера.
составляющих их реальных частиц, что делает невозможным моделирование их поведения на классических компьютерах уже для . Поэтому Визнер и Фейнман высказали идею построения квантового компьютера.
Квантовый компьютер использует для вычисления не обычные (классические) алгоритмы, а процессы квантовой природы, так называемые квантовые алгоритмы, использующие квантовомеханические эффекты, — такие как квантовый параллелизм и квантовая запутанность.
Если классический процессор в каждый момент может находиться ровно в одном из состояний 
(обозначения Дирака), то квантовый процессор в каждый момент находится одновременно во всех этих базисных состояниях, при этом в каждом состоянии 
— со своей комплексной амплитудой 
. Это квантовое состояние называется «квантовой суперпозицией.
(обозначения Дирака), то квантовый процессор в каждый момент находится одновременно во всех этих базисных состояниях, при этом в каждом состоянии — со своей комплексной амплитудой . Это квантовое состояние называется «квантовой суперпозицией.
Применение:
Основные проблемы, связанные с созданием и применением квантовых компьютеров:
- необходимо обеспечить высокую точность измерений;
- внешние воздействия могут разрушить квантовую систему или внести в неё искажения.
Непосредственным первым прототипом квантового компьютера, а точнее компьютера, который немного приблизился по своим возможностям к реализации данного проекта стало детище канадской фирмы D-WAVE System. Данная компания ведёт свои разработки с 2007 года, эти разработки достаточно успешны и работают по сей день.
Справа можно наблюдать пример кубитов.
Комментариев нет:
Отправить комментарий