|
|
@@ -0,0 +1,214 @@
|
|
|
+Департамент образования и науки Брянской области
|
|
|
+Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
|
|
|
+ <<Новозыбковский профессионально-педагогический колледж>>
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+ КУРСОВАЯ РАБОТА
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+ Квантовые компьютеры
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+ Терешенко Вячеслав Васильевич
|
|
|
+ Специальность 09.02.07
|
|
|
+ Информационные системы и программирование
|
|
|
+ III курс, 35 группа
|
|
|
+ Научный руководитель:
|
|
|
+ Якушенко Павел Васильевич
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+ Новозыбков, 2022
|
|
|
+ Содержание
|
|
|
+
|
|
|
+Введение 3
|
|
|
+1. Особенности и принципы работы квантовых систем 5
|
|
|
+2. Анализ основных квантовых алгоритмов 9
|
|
|
+3. Проблемы квантовых компьютеров 13
|
|
|
+Заключение 16
|
|
|
+Список использованной литературы 18
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+Введение
|
|
|
+
|
|
|
+ За последние несколько лет появилось множество новых компьютерных технологий, которые тесно вошли в нашу жизнь. Одна из таких технологий - квантовые вычисления.
|
|
|
+ Эта сфера имеет фундаментальное значение для химии, физики конденсированных сред, а также разных технологий, начиная с создания компьютерных чипов и заканчивая светодиодным освещением.
|
|
|
+ Для того, чтобы понятнее описать перспективы квантовых компьютеров - приведём следующее сравнение. Если представить, что самый совершенный современный суперкомпьютер - это шахматист, или ученик математического класса, оканчивающий среднюю школу, то квантовый компьютер будет гениальным математиком, вроде Эйлера, или шахматистом, который может одновременно играть с полусотней других шахматистов.
|
|
|
+ Квантовые вычисления дают надежду решить не только некоторые сложнейшие задачи, стоящие перед человечеством в таких отраслях, как экология, сельское хозяйство, медицина, энергетика, управление климатом, материаловедение, но даже такие задачи, с которыми мы пока еще не сталкивались. Некоторые из таких задач уже становятся очень сложными для классических вычислений из-за увеличения размера систем.
|
|
|
+ Однако развитие квантовых вычислений идет медленно. Перед учеными и инженерами стоят очень сложные задачи. Это связано с тем, что моделирование систем даже из нескольких десятков взаимодействующих частиц требует больше вычислительной мощности, чем любой обычный компьютер сможет обеспечить за тысячи лет.
|
|
|
+ Квантовые состояния очень недолговечны и хрупки, и, чтобы сохранить их достаточно долгое время для выполнения вычислений, приходится строить саркофаги за десятки миллионов долларов, в которых поддерживается температура чуть выше абсолютного нуля, и которые максимально защищены от внешних воздействий.
|
|
|
+ Поэтому, учитывая огромные возможности квантовых компьютеров и сильнейший интерес, который испытывает к ним общественность, в настоящее время в сфере квантовых вычислений можно ожидать появления невероятных открытий и прорывных достижений.
|
|
|
+ Актуальность данного исследования состоит в том, что, используя квантовые вычисления, компьютер сможет не только накапливать, хранить и обрабатывать информацию, но и производить с ней операции, совершенно недоступные даже самым мощным современным компьютерам.
|
|
|
+ Квантовые компьютеры отлично подходят для моделирования сложных ситуаций, например, расчёта физических свойств новых элементов на молекулярном уровне. Что позволит быстрее находить новые лекарства и решать сложные ресурсоёмкие задачи.
|
|
|
+ Объект исследования: состав квантовых компьютеров в современном мире.
|
|
|
+ Предмет исследования: принцип работы квантового компьютера.
|
|
|
+ Цель исследования: расширить, закрепить и систематизировать знания по изучаемой дисциплине, путем проведения анализа основных алгоритмов и особенностей работы квантовых систем.
|
|
|
+ Задачи исследования:
|
|
|
+ Рассмотреть особенности и принципы работы квантовых систем.
|
|
|
+ Выполнить аналитический обзор квантовых алгоритмов.
|
|
|
+ Изучить проблемы квантовых компьютеров.
|
|
|
+Методы исследования: изучение и обзор литературы, анализ, синтез, обобщение материала.
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+1. Особенности и принципы работы квантовых систем
|
|
|
+
|
|
|
+Точкой отсчета квантовой эры принято считать 1900 год, когда М. Планк впервые выдвинул гипотезу о том, что энергия испускается и поглощается не непрерывно, а отдельными квантами (порциями). Идею подхватили и развили многие выдающиеся ученые того времени - Бор, Эйнштейн, Гейзенберг, Шредингер, что, в конечном счете, привело к созданию и развитию такой науки как квантовая физика.
|
|
|
+Квантовая физика принесла в нашу обычную жизнь много изобретений и технологий, без которых сейчас трудно себе представить окружающий мир. Например, лазер, который сейчас используется везде, от бытовой техники (лазерные нивелиры и прочее) до высокотехнологичных систем (лазеры для коррекции зрения). Логично было бы предположить, что рано или поздно кто-то выдвинет идею о том, что почему бы не использовать квантовые системы для вычислений.
|
|
|
+Первым идею квантовых вычислений высказал в 1980 году наш ученый Юрий Манин. Но в действительности заговорили о ней только в 1981, когда небезызвестный Р. Фейнман в докладе на первой конференции по физике вычислений, проведенной в Массачусетском технологическом институте, отметил, что невозможно моделировать эволюцию квантовой системы на классическом компьютере эффективным способом. Он предложил элементарную модель квантового компьютера, который будет способен провести такое моделирование.
|
|
|
+Идея квантовых вычислений, высказанная Ю. И. Маниным и Р. Фейнманом, состоит в том, что квантовая система из L двухуровневых квантовых элементов (квантовых битов, кубитов) имеет 2L линейно независимых состояний, а значит, вследствие принципа квантовой суперпозиции, пространством состояний такого квантового регистра является 2L-мерное гильбертово пространство. Операция в квантовых вычислениях соответствует повороту вектора состояния регистра в этом пространстве. Таким образом, квантовое вычислительное устройство размером L кубит фактически задействует одновременно 2L классических состояний.
|
|
|
+Теперь определим, что такое квантовый объект, суперпозиция и квантовые системы. Квантовый компьютер, в отличие от обычного, в качестве носителей информации использует квантовые объекты, а для проведения вычислений квантовые объекты должны быть соединены в квантовую систему.
|
|
|
+Квантовые объекты - это частицы очень малой массы, находящиеся в очень малых участках пространства. Каждый объект квантового мира, проявляет следующие свойства:
|
|
|
+ Имеет определенное состояние с двумя граничными уровнями.
|
|
|
+Классический пример из реального мира - монета. У нее есть состояние "сторона", которая принимает два граничных уровня - "орел" и "решка".
|
|
|
+ Находится в суперпозиции своего состояния до момента измерения.
|
|
|
+Подбросили монетку, она летит и вращается. Пока она вращается невозможно сказать в каком из граничных уровней находится ее состояние "сторона". Но стоит нам ее прихлопнуть и посмотреть на результат - как суперпозиция состояний тут же схлопывается в одно из двух граничных - "орел" и "решка". Прихлопывание монетки в нашем случае и есть измерение.
|
|
|
+ Запутывается с другими объектами для создания квантовых систем.
|
|
|
+Представьте мы подбросили три монетки так, что они вращаются цепляясь друг за друга, такое жонглирование монетками. В каждый момент времени не только каждая из них находится в суперпозиции состояний, но эти состояния взаимно влияют друг на друга.
|
|
|
+ Выполняет теорему о запрете клонирования (нельзя скопировать состояние объекта)
|
|
|
+Пока монетки летят и вращаются, мы никаким образом не можем создать отдельную от системы копию вращающегося состояния любой из монеток. Система живет сама в себе и очень ревностно относится к тому, чтобы выдать наружу какую-либо информацию.
|
|
|
+ Квантовая система - это система запутанных квантовых объектов, обладающая следующими свойствами:
|
|
|
+ Квантовая система находится в суперпозиции всех возможных состояний объектов, из которых она состоит.
|
|
|
+ Нельзя узнать состояние системы до момента измерения.
|
|
|
+ В момент измерения система реализует один из возможных вариантов своих граничных состояний.
|
|
|
+ Суперпозиция - это наложение состояния одно на другое, т.е. существование одновременно в нескольких состояниях.
|
|
|
+Принцип работы квантового компьютера состоит в том, что для вычислений используются такие свойства квантовых систем, как суперпозиция и запутанность. В суперпозиции квантовые частицы представляют собой комбинацию всех возможных состояний, пока не произойдет их наблюдение и измерение. Запутанные кубиты образуют единую систему и влияют друг на друга. Измерив состояние одного кубита, возможно сделать вывод об остальных. С увеличением числа запутанных кубитов экспоненциально растет способность квантовых компьютеров обрабатывать информацию.
|
|
|
+Базовым элементом, выполняющим логические операции в классическом компьютере, является вентиль. Для работы квантового компьютера используются квантовые вентили, собранные из кубитов. Они бывают однокубитные и двухкубитные. Также существуют универсальные наборы вентилей, с помощью которых можно выполнить любое квантовое вычисление.
|
|
|
+Кубиты - это специальные квантовые объекты, настолько маленькие, что уже подчиняются законам квантового мира. Их главное свойство - они способны находиться одновременно в 2 состояниях, то есть в особом состоянии - суперпозиции. Фактически, это и есть принципиальное отличие кубитов от обычных битов, которые могут быть только 1 или 0.
|
|
|
+Кроме того, квантовые компьютеры не могут работать со стандартным программным обеспечением вроде Windows. Для них требуется своя операционная система и приложения. Некоторые технологические гиганты уже предлагают организациям услуги квантовых вычислений в облаке. Облачные квантовые вычисления обеспечивают прямой доступ к эмуляторам, симуляторам и квантовым процессорам.
|
|
|
+Поставщики также предоставляют платформы разработки и документацию для языков и инструментов вычислений. IBM уже представила программную платформу для квантовых вычислений с открытым исходным кодом под названием Qiskit. А Microsoft выпустила инструмент бесплатного разработчика вычислительной техники на языке Q# и симулятор квантовых вычислений. Над разработкой ПО для квантовых компьютеров работают также 1QBit, Cambridge Quantum Computing, QSimulate, Rahko, Zapata и другие компании.
|
|
|
+Квантовый компьютер работает на вероятностном принципе. Его результатом работы является распределение вероятностей возможных ответов, наиболее вероятный ответ обычно является лучшим решением.
|
|
|
+ Настоящий уровень развития технологий позволяет создать большое количество кубитов, сложность возникает с устойчивостью такой системы. Как и все квантовые системы, кубиты легко теряют заданное квантовое состояние при взаимодействии с окружением (происходит их декогеренция). При этом в работе квантового компьютера растет количество ошибок вычислений. Чтобы обеспечить ее устойчивость при проведении вычислений, требуется оградить систему от любого фонового шума, например, в случае сверхпроводниковых систем, охлаждая их до температур, близких к нулю по Кельвину (-273,1 °C). Разработчики используют сверхтекучие жидкости, чтобы добиться такого охлаждения.
|
|
|
+
|
|
|
+2. Анализ основных квантовых алгоритмов
|
|
|
+
|
|
|
+ Рассмотрим принцип работы трех основных квантовых алгоритмов:
|
|
|
+ Алгоритм Шора.
|
|
|
+ Алгоритм Гровера.
|
|
|
+ Алгоритм Дойча - Йожи.
|
|
|
+ Для начала, выясним как работает алгоритм Шора. Значимость алгоритма заключается в том, что с его помощью (при использовании квантового компьютера с несколькими тысячами логических кубитов) становится возможным взлом криптографических систем с открытым ключом. К примеру, RSA использует открытый ключ, являющийся произведением двух больших простых чисел. Один из способов взломать шифр RSA - найти множители. При достаточно большом M это практически невозможно сделать, используя известные классические алгоритмы. Наилучшие из известных классических детерминированных доказанных алгоритмов факторизации, такие как метод квадратичных форм Шенкса и алгоритм Полларда - Штрассена, требуют времени.
|
|
|
+ Среди вероятностных алгоритмов лидером факторизации является специальный метод решета числового поля, который способен с вероятностью 1/2 найти простой делитель за субэкспоненциальное время. Алгоритм Шора, используя возможности квантовых компьютеров, способен произвести факторизацию числа не просто за полиномиальное время, а за время, ненамного превосходящее время умножения целых чисел (то есть практически так же быстро, как происходит само шифрование). Таким образом, реализация масштабируемого квантового компьютера поставит крест на большей части современной криптографической защиты. Речь не только о схеме RSA, прямо опирающейся на сложности факторизации, но и о других сходных схемах, которые квантовый компьютер способен взломать аналогичным образом.
|
|
|
+ Далее рассмотрим Алгоритм Гровера. Это квантовый алгоритм решения задачи перебора, то есть нахождения решения уравнения F(X) = 1, где F - есть булева функция от n переменных. Был предложен американским математи-ком Ловом Гровером в 1996 году.
|
|
|
+ Алгоритм Гровера может быть использован для нахождения медианы и среднего арифметического числового ряда. Кроме того, он может применяться для решения NP-полных задач путем исчерпывающего поиска среди множества возможных решений. Это может повлечь значительный прирост скорости по сравнению с классическими алгоритмами, хотя, и не предоставляя <<полиномиального решения>> в общем виде.
|
|
|
+ Поясним более понятно. Представьте, что у вас имеется N штук пронумерованных закрытых коробок (см. Рис.1.). Они все пустые кроме одной, в которой находится мячик. Ваша задача: узнать номер коробки, в которой находится мячик (этот неизвестный номер часто обозначают буквой w).
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+ Рис.1. Пример закрытых коробок
|
|
|
+ Самый простой способ решения данной задачи, по очереди открывать коробки, и рано или поздно вы наткнетесь на коробку с мячиком. А сколько в среднем коробок нужно проверить до того, как будет обнаружена коробка с мячиком? В среднем нужно открыть примерно половину коробок N/2. Главное здесь то, что если мы увеличим число коробок в 100 раз, то в те же 100 раз увеличится и среднее число коробок, которые нужно открыть до того, как будет найдена коробка с мячиком.
|
|
|
+ Теперь сделаем ещё одно уточнение. Пусть мы не сами открываем коробки руками и проверяем наличие мячика в каждой, а имеется некий посредник, назовем его Оракул (Oracle). Мы говорим Оракулу - <<проверь коробку номер 732>>, и Оракул честно проверяет и отвечает <<в коробке номер 732 мячика нет>>. Теперь вместо слов о том, сколько коробок нам нужно в среднем открыть, мы говорим <<сколько раз в среднем мы должны обратиться к Оракулу для того, чтобы найти номер коробки с мячиком>>.
|
|
|
+ Оказывается, что если перевести эту задачу с коробками, мячиком и Оракулом на квантовый язык, то выходит замечательный результат: для поиска номера коробки с мячиком среди N коробок нам нужно потревожить Оракула всего примерно SQRT(N) раз!
|
|
|
+ То есть сложность задачи перебора используя алгоритм Гровера снижается в квадратный корень раз.
|
|
|
+ И, напоследок, Алгоритм Дойча - Йожи (упоминается также как алгоритм Дойча - Джозы) - квантовый алгоритм, предложенный Давидом Дойчем и Ричардом Йожей в 1992 году, и ставший одним из первых примеров алгоритмов, предназначенных для выполнения на квантовых компьютерах (см. Рис. 2.).
|
|
|
+
|
|
|
+ Рис. 2. Схема алгоритма Дойча-Йожи.
|
|
|
+ Задача Дойча - Йожи заключается в определении, 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 вычислений функции F в худшем случае. Классическому вероятностному алгоритму потребуется меньше времени, чтобы дать верный ответ с высокой вероятностью. Но в любом случае для получения верного ответа с единичной вероятностью потребуется вычислений. Алгоритм Дойча - Йожи всегда дает верный ответ, совершив лишь одно вычисление значения функции F.
|
|
|
+ Объясняя более просто: Алгоритм Дойча (Дойча - Йожи) основан на переборе, но позволяет делать его быстрее обычного. Представьте, что на столе лежит монета и необходимо узнать фальшивая ли она или нет. Для этого нужно дважды посмотреть на монету и определить: <<орел>> и <<решка>> - настоящая, два <<орла>>, две <<решки>> - фальшивая. Так вот, если использовать квантовый алгоритм Дойча, то это определение можно сделать одним взглядом - измерением.
|
|
|
+
|
|
|
+3. Проблемы квантовых компьютеров
|
|
|
+
|
|
|
+ Выделим основные ошибки, которые происходят в квантовых системах:
|
|
|
+ Декогеренция.
|
|
|
+ Ошибки вычислений.
|
|
|
+ Архитектура процессора.
|
|
|
+ Квантовое состояние очень хрупкая штука, кубиты в запутанном состоянии крайне нестабильны, любое внешнее воздействие может разрушить эту связь. Изменение температуры на мельчайшую долю градуса, давление, пролетевший рядом случайный фотон - всё это дестабилизирует нашу систему.
|
|
|
+ Для решения этой проблемы строят низкотемпературные саркофаги, в которых температура (-273.14 градуса цельсия) чуть-чуть выше абсолютного ноля, с максимальной изоляцией внутренней камеры с процессором от всех возможных воздействий внешней среды.
|
|
|
+ Время декогеренции - это максимальное время жизни квантовой системы из нескольких запутанных кубитов, в течение которого она сохраняет свои квантовые свойства и может быть использована для произведения вычислений.
|
|
|
+ На текущий момент время декогеренции в лучших квантовых решениях составляет порядка десятков и сотен микросекунд.
|
|
|
+ В таблицу для примера вынесены два процессора - от IBM (IBM Q System One) и от Google (Sycamore). Как мы видим, время декогеренции не превышает 200 мкс.
|
|
|
+ Характеристики квантовых компьютеров разных компаний
|
|
|
+Название компьютера
|
|
|
+Кубиты
|
|
|
+Макс. количество парных кубитов
|
|
|
+Время декогеренции
|
|
|
+IBM Q System One
|
|
|
+20
|
|
|
+6
|
|
|
+70
|
|
|
+Google Sycamore
|
|
|
+54
|
|
|
+4
|
|
|
+~150-200
|
|
|
+
|
|
|
+ Основная проблема декогеренции заключается в том, что через 150 мкс наша вычислительная система из N запутанных кубитов начнет выдавать на выходе вместо вероятностного распределения правильных решений - вероятностный белый шум.
|
|
|
+ Как было отмечено ранее, квантовые процессы и квантовые вычисления имеют вероятностную природу, мы не можем быть уверены на 100% ни в чем, а только с какой-то вероятностью. Ситуация усугубляется еще и тем, что квантовые вычисления подвержены ошибкам. Основные типы ошибок при квантовых вычислениях:
|
|
|
+ Ошибки декогеренции, обусловлены сложностью системы и взаимодействием с внешней средой.
|
|
|
+ Вычислительные ошибки (обусловлены квантовой природой вычислений).
|
|
|
+ Ошибки считывания финального результата.
|
|
|
+ Ошибки, связанные с декогерентностью, возникают сразу же, как только мы запутали наши кубиты и начали производить вычисления. Чем больше кубитов мы запутали, тем сложнее система, и тем легче ее разрушить. Низкотемпературные саркофаги, защищенные камеры, все эти технологические ухищрения как раз направлены на то, чтобы снизить число ошибок и продлить время декогеренции.
|
|
|
+ Вычислительные ошибки - любая операция (вентиль) над кубитами может с некоторой вероятностью завершиться с ошибкой, а нам для реализации алгоритма нужно выполнить сотни вентилей, вот и представьте, что мы получим в конце выполнения нашего алгоритма.
|
|
|
+ Ошибки считывания финального результата - как мы помним, результат квантовых вычислений нам представлен в виде вероятностного распределения ответов. Но считывание финального состояния тоже может завершиться с ошибкой.
|
|
|
+ Теперь рассмотрим ошибки, связанные с архитектурой процессора. В теории мы строим и оперируем схемами из десятков запутанных кубитов, в реальности же все сложнее. Все существующие квантовые чипы (процессоры) построены таким образом, что обеспечивают безболезненное запутывание одного кубита только со своими соседями, которых не больше шести.
|
|
|
+ Если же нам надо запутать 1-й кубит, скажем, с 12-м, то нам придется строить цепочку дополнительных квантовых операций, задействовать дополнительные кубиты и прочее, что увеличивает общий уровень ошибок. Да, и не забываем про время декогеренции, возможно к тому моменту, когда мы закончим связывать кубиты в нужную нам схему, время закончится и вся схема превратится в генератор белого шума.
|
|
|
+ На основе данных сведений можно сделать следующие выводы:
|
|
|
+ На текущий момент нет полносвязных архитектурных схем, в которых более 6 кубитов;
|
|
|
+ Чтобы на реальном процессоре запутать кубит 0 с, например, 15-м может потребоваться несколько десятков дополнительных операций;
|
|
|
+ Чем больше операций, тем больше ошибок и, следовательно сильнее влияние декогерентности.
|
|
|
+ Также не стоит забывать, что архитектура у всех квантовых процессоров разная, и программу, написанную в эмуляторе в режиме <<связность всех со всеми>> нужно будет <<перекомпилировать>> в архитектуру конкретного чипа.
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+
|
|
|
+Заключение
|
|
|
+
|
|
|
+ Исследование тематики квантовых компьютеров позволило нам выполнить следующие поставленные задачи:
|
|
|
+ Осуществлён анализ особенностей и принципов работы квантовых систем.
|
|
|
+ Выполнен аналитический обзор квантовых алгоритмов.
|
|
|
+ Проведено рассмотрение проблем квантовых компьютеров.
|
|
|
+ Рассмотрение принципов работы и особенностей квантовых компьютеров, позволяет сказать следующее:
|
|
|
+ Критическим моментом в развитии квантовых вычислений является их помехоустойчивость. Информация хранящаяся в кубитах (квантовых битах) подвержена компрометации из-за декогеренции несущих информацию частиц в результате взаимодействия с другими частицами.
|
|
|
+ Основные надежды связаны с так называемой квантовой пороговой теоремой (Quantum Threshold Theorem), которая гласит, что если удастся создать квантовую схему с достаточно высоким уровнем точности, то с помощью неё можно будет смоделировать квантовый компьютер точность которого будет 100%.
|
|
|
+ Насчёт принципиальной разрешимости этой задачи есть разные мнения. Многие специалисты считают, что это всего лишь вопрос времени. Другие смотрят на это довольно скептически.
|
|
|
+ Однако даже если пороговая точность квантовых микросхем будет достигнута, и мы получим способ создавать надёжные квантовые компьютеры, всё равно нельзя сказать, что они полностью заменят обычные цифровые компьютеры.
|
|
|
+ Дело в том, что квантовые и цифровые компьютеры имеют разные области применения. Квантовые компьютеры не имеют никаких преимуществ перед цифровыми в решении задач, для которых существуют эффективные вычислительные алгоритмы.
|
|
|
+ Декогеренция - прокрустово ложе современных квантовых вычислений. В 150 мкс мы должны уложить все:
|
|
|
+ Инициализацию начального состояния кубитов;
|
|
|
+ Вычисление задачи с использованием квантовых операций;
|
|
|
+ Провести коррекцию ошибок, чтобы получить значимый результат;
|
|
|
+ Считать полученный результат.
|
|
|
+ Ситуация осложняется еще и тем, что при совершении сложных вычислений необходимо использовать квантовые схемы коррекции ошибок, что тоже отнимает и время, и доступные кубиты.
|
|
|
+ Для решения вышеуказанных проблем, в настоящее время предлагают следующие подходы и методы:
|
|
|
+ Использование криокамер с низкими температурами ( - 273,14°C);
|
|
|
+ Использование максимально защищенных от внешних воздействий процессорных блоков;
|
|
|
+ Использование систем квантовой коррекции ошибок;
|
|
|
+ Использование оптимизаторов при программировании схем для конкретного процессора.
|
|
|
+ Также проводятся исследования, направленные на увеличение времени декогеренции, на поиск новых физических реализаций квантовых объектов и на оптимизацию схем коррекции ошибок.
|
|
|
+ В заключение можно сказать следующее: несмотря на то, что квантовые компьютеры уже существуют, они все ещё остаются экспериментальными и маловероятно, что полноценный квантовый компьютер, обеспечивающий действительно высокую вычислительную мощность, появится в ближайшие годы.
|
|
|
+
|
|
|
+Список использованной литературы
|
|
|
+
|
|
|
+ Бернштейн, Э. А. Теория квантовой сложности, Журнал SIAM по вычислительной технике / Э. А. Бернштейн, У. В. Вазирани. - Бангкок: SIAM, 1997. - 1411-1473 с. - Текст: Непосредственный.
|
|
|
+ Булатов, И. Е. Характеристики квантовых компьютеров. / И. Е. Булатов. - Текст: электронный // Квантовые компьютеры: [сайт]. - 2019. - URL: https://habr.com/ru/post/458450/ (Дата обращения 16.02.2022).
|
|
|
+ Википедия, Квантовый компьютер / Википедия. - Текст: электронный // Квантовые вычисления: [сайт] - 2022. - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Квантовый_компьютер (Дата обращения 17.02.2022).
|
|
|
+ Власов, И. Ф. Что такое квантовый компьютер / И. Ф. Власов. - Текст: электронный // Квантовая механика: [сайт] - 2018. - URL: https://pikabu.ru/story/chto_takoe_kvantovyiy_kompyuter_5204054#comments [HYPERLINK: https://pikabu.ru/story/chto_takoe_kvantovyiy_kompyuter_5204054] (Дата обращения 17.02.2022).
|
|
|
+ Волков, В. Э. Квантовые компьютеры: принципы работы / В. Э. Волков. - Текст: электронный // Квантовые компьютеры: [сайт] - 2014. - URL: https://naked-science.ru/article/nakedscience/quantum-computers (Дата обращения 17.02.2022).
|
|
|
+ Зотьев, Д. Б. Не все так просто с квантовым компьютером / Д. Б. Зотьев. - Текст: электронный // Квантовые системы: [сайт]. - 2017. - URL: https://habr.com/ru/post/401315/ (Дата обращения: 16.02.2022).
|
|
|
+ Изучите квантовые вычисления: практическое руководство / С. А. Бравый, Д. И. Смолин, К. Е. Темме [и др.] под. общ. ред. Э. Н. Кросса. - Текст: электронный // Квантовые компьютеры: [сайт] - 2020. - URL: https://quantum-computing.ibm.com/composer/docs/iqx/guide/ (Дата обращения 17.02.2022).
|
|
|
+ Кардинал, Д. Е. Как работают квантовые вычисления / Д. Е. Кардинал. - Текст: электронный // Квантовые компьютеры: [сайт] - 2019. - URL: https://www.extremetech.com/extreme/284306-how-quantum-computing-works (Дата обращения 17.02.2022).
|
|
|
+ Клюев, Л. И. Квантовый компьютер: большая игра на повышение / Л. И. Клюев. - Текст: электронный // Квантовые компьютеры: [сайт] - 2017. - URL: https://habr.com/ru/company/yandex/blog/332106/ (Дата обращения 17.02.2022).
|
|
|
+ Королёв, М. Т. Квантовые алгоритмы. / М. Т. Королёв. - Текст: электронный // Алгоритмы квантовых систем: [сайт]. - 2015. - С. 72-73. -URL: http://www.rec.vsu.ru/rus/ecourse/quantcomp/sem8.pdf (Дата обращения: 16.02.2022).
|
|
|
+ Нильсен, М. Э. Квантовые вычисления для очень любопытных / М. Э. Нильсен. - Текст: электронный // Квантовые компьютеры: [сайт] - 2019. - URL: https://quantum.country/qcvc#part-II [HYPERLINK: https://quantum.country/qcvc] (Дата обращения 17.02.2022).
|
|
|
+ Прохоров, А. И. Немного о квантовых компьютерах и о том, изменят ли они нашу жизнь / А. И. Прохоров. - Текст: электронный // Квантовые компьютеры: [сайт] - 2015. - URL: https://habr.com/ru/company/ua-hosting/blog/377533/ (Дата обращения 17.02.2022).
|
|
|
+ Реализация алгоритма квантового поиска Гровера в масштабируемой системе. / К.-А. Брикман, П. С. Халян, К. Л. Монро [и др.] под. общ. ред. Д. Н. Усенкова. - Москва: Наука, 2005. - 159 с. - Текст: Непосредственный.
|
|
|
+ Реализация масштабируемого алгоритма Шора. / Э. А. Мартинес, М. Ф. Брандл, С. Х. Ван [и др.]; под общ. ред. Э. А. Мартинеса. - Москва: Наука, 2016. - 1068-1070 с. - Текст: Непосредственный.
|
|
|
+ Саклеев, М. Ю. Квантовые вычисления могут изменить все / М. Ю. Саклеев. - Текст: электронный // Квантовые компьютеры: [сайт] - 2019. - URL: https://habr.com/ru/post/458134/ (Дата обращения 16.02.2022).
|
|
|
+ Сергеева, Е. Д. Как устроен и зачем нужен квантовый компьютер / Е. Д. Сергеева. - Текст: электронный // Квантовые компьютеры: [сайт] - 2019. -URL: https://thecode.media/quantum/ (Дата обращения 17.02.2022).
|
|
|
+ Сериков, П. А. Квантовый компьютер: от мечты к реальности / П. А. Сериков. - Текст: электронный // Квантовые компьютеры:[сайт] - 2010. - URL: https://habr.com/ru/post/95428/ (Дата обращения 17.02.2022).
|
|
|
+ Сидорова, Е. С. Просто о сложном: Как работает квантовый компьютер / Е. С. Сидорова. - Текст: электронный // Квантовые компьютеры: [сайт] - 2018. - URL: https://ru.ihodl.com/technologies/2018-10-29/prosto-o-slozhnom-kak-rabotaet-kvantovyj-kompyuter/ (Дата обращения 17.02.2022).
|
