«Քվանտային համակարգիչ»–ի խմբագրումների տարբերություն
Content deleted Content added
No edit summary |
չ մեծամասամբ —>մեծ մասամբ, փոխարինվեց: մեծամասամբ → մեծ մասամբ (2) oգտվելով ԱՎԲ |
||
Տող 1.
[[Պատկեր:Grovers algorithm.svg|400px|մինի|Քվանտային սխեմա, որը ներկայացնում է քվանտային համակարգչի ալգորիթմը]]
'''Քվանտային համակարգիչ''', [[համակարգիչ|հաշվողական սարք]], որն օգտագործում է [[քվանտային մեխանիկա]]յի վիճակները ([[քվանտային վերադրում]], [[քվանտային խճճվածություն]]) տվյալների փոխանցման և մշակման համար: Քվանտային համակարգիչը (ի տարբերություն դասականի) գործում է ոչ թե բիթերով (որոնք հնարավորություն ունեն ընդունել 0 կամ 1 արժեք), այլ [[
Լիարժեք ունիվերսալ քվանտային համակարգիչը համարվում է դեռևս [[հիպոթեզ|հիպոթետիկ]] սարք, որի կառուցման հնարավորությունը
Տվյալ համակարգիչների համար գործնականապես առաջին բարձրորակ ծրագրավորման լեզուն է հանդիսանում [[Quipper]] լեզուն, որը ստեղծվել է [[Haskell]] ծրագրավորման լեզվի հիման վրա<ref>{{cite web|автор=Sophie Hebden|url=https://www.newscientist.com/article/dn23820-new-language-helps-quantum-coders-build-killer-apps.html#.U8uTjKbNGs4|title= New language helps quantum coders build killer apps|accessdate=2014-07-20|work=[[New Scientist]]|date=2014-07-05}}</ref>:
Տող 16.
Քվանտային համակարգչի անհրաժեշտությունը առաջանում է, երբ փորձում ենք ֆիզիկայի մեթոդներով հետազոտել բարդ բազմամասնիկային համակարգերը, ինչպիսին են, օրինակ օրգանական, կենսաբանական համակարգերը: Նման համակարգերի քվանտային վիճակների տարածությունները աճում են <math>n</math> իրական մասնիկներից բաղկացած թվի աստիճանացույց պես, որի պահվածքը դասական համակարգիչների դեպքում անհնար է մոդելավորել արդեն <math>n = 10</math> դեպքում: Այդ իսկ պատճառով Վիզները և Ֆեյնմանը առաջարկում են ստեղծել քվանտային համակարգիչ:
Քվանտային համակարգիչն օգտագործվում է ոչ պոլինոմիալ դասի խնդիրների լուծման մի շարք ալգորիթմների համար, իսկ բնության քվանտային պրոցեսները, այսպես կոչված [[քվանտային ալգորիթմներ]]ում, օգտագործվում են [[քվանտային մեխանիկա|քվանտոմեխանիկական]] էֆեկտներ, այդ թվում՝ [[
Եթե դասական պրոցեսորը յուրաքանչյուր պահի կարող է գտնվել <math>|0\rangle, |1\rangle,\ldots, |N-1\rangle</math> վիճակներից որևէ մեկում, ապա քվանտային պրոցեսորը յուրաքանչյուր պահի կարող է գտնվել միաժամանակ բոլոր այս բազիսային վիճակներում, ընդ որում <math>|j\rangle</math> վիճակում քվանտային պրոցեսորը ունի հնարավորություն հանդես գալու իր <math>\lambda_j</math> կոմպլեքսային ամպլիտուդով: Նման քվանտային վիճակը կոչվում է տվյալների դասական վիճակների «[[քվանտային վերադրում]]» և ներկայացվում է որպես.
Տող 35.
== Տեսություն ==
=== Քուբիթեր ===
Քվանտային հաշվումների միտքը կայանում է նրոնաում, որ քվանտային համակարգը L երկմակարդակ քվանտային տարերից (քվանտային բիթ, քուբիթ) ունի 2L գծային անկախ կարգավիճակ, այսինքն [[Քվանտային վերադրում|քվանտային վերադրման]] սկզբունքի հետևանքով այդպիսի քվանտային ռեգիստրի վիճակի տարածությունը հանդիսանում է 2L-ային [[
Ֆիզիկական համակարգերը, որոնք իրականացնում են քուբիթները կարող են լինել ցանկացած առարկաներ, որոնք ունեն երկու քվանտային վիճակ. պրոտոնների բևեռացման վիճակը, ատոմների կամ իոնների մեկուսացած էլեկտրոնային վիճակը, ատոմների միջուկների սպինային վիճակ և այլն:
=== Հաշվում ===
Հաշվման պարզեցված սխեման քվանտային [[համակարգիչ|համակարգչում]] ունի հետևյալ տեսքը. վերցվում է [[
Պարզվում է, որ ցանկացած հաշվման կառուցման համար բավական է երկու բազային գործողություն: Քվանտային համակարգը տալիս է արդյունք, միայն ճշգրտության մի որոշ հավանականությամբ: Սակայն գործողությունների փոքր ավելացման հաշվին ալգորիթմում հնարավոր է մոտեցնել ճիշտ պատասխան ստանալու հավանականությունը մեկի:
Տող 65.
== Հնարավոր կիրառումներ ==
=== Գաղտնագրության հավելված ===
Շնորհիվ պարզ արտադրիչների վերլուծման բարձր արագության, քվանտային համակարգիչը թույլ է տալիս վերծանել հաղորդագրությունը, որը գրված է լայն կիրառություն ունեցող RSA-ի գաղտնագրական ալգորիթմով: Մինչև հիմա այդ ալգորիթմը համարվում է համեմատաբար վստահելի, քանի որ թվերի վերլուծումը պարզ արտադրիչների իրականացնող արդյունավետ եղանակ դեռևս դասական համակարգիչների դեպքում չկա: Դրա համար, օրինակ վարկային քարտի համար մուտք ստանալու համար հարյուր թվանշանի երկարություն ունենցող թիվը անհրաժեշտ է վերլուծել երկու պարզ արտադրիչի (անգամ [[գերհամակարգիչ]]ների համար այս աշխատանքը ավելի երկար ժամանակ կպահանջի, քան աշխարհի տարիքն է): Շնորհիվ Շորի քվանտային ալգորիթմի խնդիրը դառնում է
Քվանտային մեխանիկայի մտքերի կիրառման համար արդեն բացվել է նոր ժամանակաշրջան գաղտնագրության բնագավառում, քանի որ [[քվանտային գաղտնագրություն|քվանտային գաղտնագրության]] մեթոդները նոր հնարավորություններն են տալիս հաղորդագրությունների փոխանցման ոլորտում<ref>[http://vivovoco.astronet.ru/VV/JOURNAL/VRAN/QUBIT/QUBIT.HTM ''Валиев, К. А.'' Квантовая информатика: компьютеры, связь и криптография] // Вестник российской академии наук. — 2000. — Том 70. — № 8. — С. 688—695</ref>: Այս սեռի համակարգերի նախատիպերը գտնվում են մշակման փուլում<ref name=autogenerated1>[http://www.lenta.ru/news/2007/09/14/shor Созданы прототипы квантовых компьютеров] // lenta.ru</ref>:
Տող 106.
2012 թվականի ապրիլին [[Հարավային Կալիֆոռնիայի համալսարան]]ի, Դելֆտայի տեխնոլոգիական համալսարանի, Այովա նահանգի համալսարանի և Կալիֆորնիական համալսարանի հետազոտական խմբերին հաջողվում է ստեղծել երկքուբիթային քվանտային համակարգիչ [[ադամանդ]]ի և [[բյուրեղ]]ի խառնուրդի միջոցով: Համակարգիչը գործում է սենյակային ջերմաստճանում և տեսականորեն համարվում է մասշտաբայնացվող: Որպես երկու տրամաբանական քուբիթներ օգտագործվել են համապատասխանաբար էլեկտրոնի ուղղվածությունը և [[ազոտ]]ի միջուկը: Դեկոգերենտության հնարավոր ազդեցությունների պաշտպանվելու նպատակող մշակվել է մի ողջ համակարգ, որը կազմում է միկրոալիքային իմպուլսի հետազոտումը որոշ երկարությամբ և չափով: Այս համակարգչի օգնության իրականացվում է Գրովերի ալգորիթմը գերագանձման չորս տարբերակներով, ինչը հնարավորություն էր տալիս ստանալ ճիշտ պատասխանը առաջին փորձից 95 % հավանականությամբ<ref>[http://www.dailytechinfo.org/infotech/3504-defekty-kristallicheskoy-reshetki-almaza-pozvolili-sozdat-blestayuschiy-kvantovyy-kompyuter.html Дефекты кристаллической решетки алмаза позволили создать «блистающий» квантовый компьютер]</ref><ref>[http://www.futurity.org/science-technology/quantum-computer-built-inside-diamond/ Quantum computer built inside diamond — article with reference to the original work in Nature]</ref>:
2017 թվականի հուլիսին ֆիզիկոսների խումբը Ռուսական քվանտային կենտրոնի համահիմնադիր և [[Հարվարդի համալսարան]]ի պրոֆեսսոր Միխայիլ Լուկինի գլխավորությամբ՝ ստեղծում է 51 քուբիթային ծրագրավորված քվանտային սիմուլյատոր<ref>{{Статья|автор=Hannes Bernien, Sylvain Schwartz, Alexander Keesling, Harry Levine, Ahmed Omran|заглавие=Probing many-body dynamics on a 51-atom quantum simulator|ссылка=https://www.nature.com/articles/nature24622|язык=En|издание=Nature|тип=|год=2017/11|месяц=|число=|том=551|выпуск=7682|номер=|страницы=579–584|issn=1476-4687|doi=10.1038/nature24622|arxiv=1707.04344}}</ref>: Սա հանդիսանում է ներկայումս ամենաբարդ համակարգը տվյալ ոլորտում: Հեղինակները սիմուլյատորի աշխատունակության պարզման համար անցկացրել էր բարդ համակարգի մոդելավորում, որը բաղկացած է մի շարք մասերից: Սա հնարավորություն է տվել ֆիզիկոսներին նախագուշակել մի շարք նախկինում անհայտ էֆֆեկտներ<ref name=n1-51qubit2017>{{Cite web|url=https://nplus1.ru/news/2017/07/14/51-qubit|title=Российско-американские физики создали рекордно сложный 51-кубитный квантовый компьютер|author=Владимир Королев|publisher=nplus1.ru|accessdate=2017-07-15}}</ref>: Հենց նույն ժամանակաշրջանում Քրիստոֆեր Մոնրոյի գլխավորության տակ մեկ այլ գիտական խումբ Մերիլենդի համալսարանից, ստեղծում է 53 քուբիթային քվանտային սիմուլյատոր, որը հիմնված էր օպտիկական ծուղակի իոնային համակարգի վրա<ref name=monro>{{Статья|автор=J. Zhang, G. Pagano, P. W. Hess, A. Kyprianidis, P. Becker|заглавие=Observation of a many-body dynamical phase transition with a 53-qubit quantum simulator|ссылка=https://www.nature.com/articles/nature24654|язык=En|издание=Nature|тип=|год=2017/11|месяц=|число=|том=551|выпуск=7682|номер=|страницы=601–604|issn=1476-4687|doi=10.1038/nature24654|arxiv=1708.01044}}</ref><ref name=n1-53qubit2017>{{Cite web|url=https://nplus1.ru/news/2017/11/29/53-qubit-record|title=Физики создали рекордно сложный 53-кубитный квантовый вычислитель|author=Владимир Королев|publisher=nplus1.ru|accessdate=2018-01-14}}</ref>: Այնուամենայնիվ այս երկու համակարգերը չեն հանդիսանում ունիվերսալ համակարգիչ և ստեղծված են միայն որոշ խնդիրներ լուծելու նպատակով<ref name=monro/><ref>{{Cite news|title=Quantum simulator with 51 qubits is largest ever|url=https://www.newscientist.com/article/2141105-quantum-simulator-with-51-qubits-is-largest-ever/|work=New Scientist|accessdate=2017-07-21|language=en-US}}</ref
2017 թվականի նոյեմբերին IBM ընկերության գիտնականները հաջողությամբ ստեղծում և փորձարկում են 50 քվանտային պարպումներից բաղկացած պրոցեսսորի նախատիպը<ref>https://www.ibm.com/blogs/research/2017/11/the-future-is-quantum/?</ref><ref>https://www.technologyreview.com/s/609451/ibm-raises-the-bar-with-a-50-qubit-quantum-computer/</ref><ref>{{cite news|url=http://korrespondent.net/business/web/3905753-IBM-sozdala-moschneishyi-kvantovyi-kompuiter|title=IBM создала мощнейший квантовый компьютер|date=2017-11-12|publisher=[[Корреспондент (журнал)|Корреспондент.net]]|lang=ru|accessdate=2017-11-13}}</ref>:
| |||