Составители:
73
– электроны (спин, количество)
– куперовские пары электронов (направление движение и энергия)
– твердотельные квантовые точки (спин, заряд, энергия)
– ионы, захваченные магнитными ловушками;
– биологические молекулы в мембранах;
– изотопы в полупроводнике.
Одной из существенных проблем, связанными с созданием и
применением квантовых компьютеров, являются необходимость высокой
точности измерений. Эти требования растут, поскольку с ростом числа
возможных состояний экспоненциально растет число энергетических
уровней системы, и, следовательно, уменьшается расстояние между
ними и затрудняется извлечение результатов. Эта же проблема касается
записи – сложно воздействовать на один кубит, не повлияв на другой,
особенно если они распложены близко – иначе их будет не сцепить.
Другой проблемой является чувствительность к внешним
воздействиям, вследствие чего время хранения информации в кубите на
текущий момент не превышает нескольких миллисекунд.
«Квантовое ускорение» вследствие параллелизма возможно не для
всех задач. На КК реализуются следующие основные алгоритмы:
1. Алгоритм Гровера – быстрый поиск в неупорядоченной базе
данных. Для N записей поиск осуществляется за время ~
N
, в то время
как быстрейший линейный алгоритм требует ~N времени.
2. Алгоритм Шора – разложение натурального числа n на простые
множители за полиномиальное время ~log(n). Подходит для взлома
алгоритма шифрования с открытым ключом RSA.
3. Алгоритм Дойча-Джоза – нужно определить, является ли
функция двоичной переменной f(n) постоянной (принимает либо
значение 0, либо 1 при любых аргументах) или сбалансированной (для
половины области определения принимает значение 0, для другой
половины 1). Для решения этой задачи классическому
детерминированному алгоритму необходимо произвести 2
n−1
+ 1
вычислений функции f в худшем случае. Алгоритм Дойча-Джоза всегда
дает верный ответ, совершив лишь одно вычисление значения функции f.
На данный момент, наибольший квантовый компьютер составлен
из 7 кубитов. Помимо создания собственно компьютеров, широко
ведется разработка элементной базы для их реализации и методов
квантового программирования. Считается, что внедрение квантовых
компьютеров не приведет к решению принципиально нерешаемых
классических задач, а лишь ускорит некоторые вычисления. Основные
изменения ожидаются в применении КК к передаче данных и связи
(плотное кодирование, квантовая телепортация, криптография).
С 2003 года организовано несколько коммуникационных сетей, в
которых данные передаются в квантовом запутанном состоянии – это
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- …
- следующая ›
- последняя »
