Komputer kwantowy: Różnice pomiędzy wersjami

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przeglądaj historię interaktywnie
[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
← poprzednia edycjanastępna edycja →
Usunięta treść Dodana treść
WizualnieWikikod
Anulowanie wersji 44412549 autora Kwintus Krasus (dyskusja)
scalenie Szablon:ArXiv z Szablon:Cytuj pismo, szablon
Linia 22: Linia 22:
Kubitami są [[cząstka elementarna|cząstki elementarne]], np. [[foton]]y lub elektrony. Pierwsze realizacje kontrolowanych obliczeń kwantowych zaprezentowano w 1995 roku. Jednocześnie w kilku ośrodkach udało się skonstruować kwantowe bramki, które przetwarzałyby kubity. Grupa prof. H. Jeffa Kimble'a z Kalifornijskiego Instytutu Technologii w Pasadenie posłużyła się atomem [[cez]]u złapanym w optyczną pułapkę pomiędzy lustrami (rolę kubitów grały fotony o różnej [[Polaryzacja fali|polaryzacji]]). Z kolei grupa [[Chris Monroe|Chrisa Monroe]] z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii w Boulder w [[Kolorado]] wykorzystała atom [[Beryl (pierwiastek)|berylu]] oświetlany światłem [[laser]]a. Jeszcze inną bramkę kwantową, wykorzystując [[Atomy rydbergowskie|atom rydbergowski]], stworzył zespół Serge'a Haroche'a z francuskiego Ecole Normale Superieure.
Kubitami są [[cząstka elementarna|cząstki elementarne]], np. [[foton]]y lub elektrony. Pierwsze realizacje kontrolowanych obliczeń kwantowych zaprezentowano w 1995 roku. Jednocześnie w kilku ośrodkach udało się skonstruować kwantowe bramki, które przetwarzałyby kubity. Grupa prof. H. Jeffa Kimble'a z Kalifornijskiego Instytutu Technologii w Pasadenie posłużyła się atomem [[cez]]u złapanym w optyczną pułapkę pomiędzy lustrami (rolę kubitów grały fotony o różnej [[Polaryzacja fali|polaryzacji]]). Z kolei grupa [[Chris Monroe|Chrisa Monroe]] z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii w Boulder w [[Kolorado]] wykorzystała atom [[Beryl (pierwiastek)|berylu]] oświetlany światłem [[laser]]a. Jeszcze inną bramkę kwantową, wykorzystując [[Atomy rydbergowskie|atom rydbergowski]], stworzył zespół Serge'a Haroche'a z francuskiego Ecole Normale Superieure.


W 2001 roku grupa [[informatyk]]ów z [[IBM]] i [[Stanford University|Uniwersytetu Stanford]] zademonstrowała działanie algorytmu Shora na 7-[[kubit]]owym komputerze kwantowym opartym o jądrowy [[Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego|rezonans magnetyczny]]. Dokonano wtedy rozkładu liczby 15 = 3 • 5<ref>[http://web.archive.org/web/20050628073757/http://cryptome.org/shor-nature.htm Experimental realization of Shor's quantum factoring algorithm using nuclear magnetic resonance]</ref>. Natomiast faktoryzacji liczby 21 dokonała w 2011 roku inna grupa badaczy<ref>[http://arxiv.org/abs/1111.4147 [1111.4147&#93; Implementation of an iterative quantum order finding algorithm<!-- Tytuł wygenerowany przez bota -->]</ref>.
W 2001 roku grupa [[informatyk]]ów z [[IBM]] i [[Stanford University|Uniwersytetu Stanford]] zademonstrowała działanie algorytmu Shora na 7-[[kubit]]owym komputerze kwantowym opartym o jądrowy [[Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego|rezonans magnetyczny]]. Dokonano wtedy rozkładu liczby 15 = 3 • 5<ref>[http://web.archive.org/web/20050628073757/http://cryptome.org/shor-nature.htm Experimental realization of Shor's quantum factoring algorithm using nuclear magnetic resonance]</ref>. Natomiast faktoryzacji liczby 21 dokonała w 2011 roku inna grupa badaczy<ref>{{Cytuj | autor=Enrique Martín-López; Anthony Laing; Thomas Lawson; Roberto Alvarez; Xiao-Qi Zhou; Jeremy L. O'Brien | arxiv=1111.4147 | tytuł=Experimental realisation of Shor's quantum factoring algorithm using qubit recycling | czasopismo=Nature Photonics | wydanie=6 | data=2012-10-21 | s=773-776}}</ref>.


W 2011 roku udało się stworzyć układ złożony z 10 miliardów kubitów<ref>http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1266384</ref>, a 2 lata później powiodło się utrzymanie 10 miliardów kubitów w stanie splątanym przez 39 minut<ref>http://www.theverge.com/2013/11/14/5104668/qubits-stored-for-39-minutes-quantum-computer-new-record</ref>.
W 2011 roku udało się stworzyć układ złożony z 10 miliardów kubitów<ref>http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1266384</ref>, a 2 lata później powiodło się utrzymanie 10 miliardów kubitów w stanie splątanym przez 39 minut<ref>http://www.theverge.com/2013/11/14/5104668/qubits-stored-for-39-minutes-quantum-computer-new-record</ref>.
Linia 29: Linia 29:
13 lutego 2007 firma D-Wave Systems zaprezentowała 128-kubitowy układ, nazywany pierwszym na świecie komputerem z [[rejestr kwantowy|rejestrem kwantowym]]. Nie ma jednak pewności, czy można go tak nazwać: zaprezentowano bowiem jedynie jego działanie, pomijając budowę<ref>{{cytuj stronę | url = http://scottaaronson.com/blog/?p=198 | tytuł = Shtetl-Optimized: The Orion Quantum Computer Anti-Hype FAQ | data dostępu = 2007-05-17 | data = 2007-02-09 | język = en}}</ref><ref>{{cytuj stronę | url = http://scottaaronson.com/blog/?p=225 | tytuł = Shtetl-Optimized: D-Wave Easter Spectacular | data dostępu = 2007-05-17 | data = 2007-04-07 | język = en}}</ref>. W 2009 roku D-Wave Systems stworzyło dla [[Google]] komputer kwantowy wyszukujący grafiki<ref>[http://tech.wp.pl/kat,1009779,title,Google-stworzylo-komputer-kwantowy,wid,11778146,wiadomosc.html?ticaid=1f08b Google stworzyło komputer kwantowy – Tech – WP.PL<!-- Tytuł wygenerowany przez bota -->]</ref>.W maju 2011 firma [[Lockheed Martin]] zakupiła wyprodukowany przez D-Wave Systems komputer za 10 milionów dolarów, podpisując jednocześnie kilkuletni kontrakt na jego obsługę i opracowanie odpowiednich algorytmów<ref>{{cytuj stronę | url=http://technologie.gazeta.pl/internet/1,104530,9684065,Pierwszy_komercyjny_komputer_kwantowy___sprzedany.html | tytuł = Pierwszy komercyjny komputer kwantowy – sprzedany | data = 28 maja 2011 | data dostępu = 17 listopada 2011 | opublikowany = [[gazeta.pl]]}}</ref><ref>{{Cytuj stronę | url = http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=42543 | tytuł = Lockheed Martin Signs Contract with D-Wave Systems | data = 25 maja 2011 | data dostępu = 17 listopada 2011 | opublikowany = Nanotechnology Now | język = en}}</ref>. W 2012 roku na komputerze kwantowym zaprezentowano znajdowanie najniższej energii [[zwijanie białka|zwiniętego białka]]<ref>[http://phys.org/news/2012-08-d-wave-quantum-method-protein-problem.html D-Wave uses quantum method to solve protein folding problem<!-- Tytuł wygenerowany przez bota -->]</ref>.
13 lutego 2007 firma D-Wave Systems zaprezentowała 128-kubitowy układ, nazywany pierwszym na świecie komputerem z [[rejestr kwantowy|rejestrem kwantowym]]. Nie ma jednak pewności, czy można go tak nazwać: zaprezentowano bowiem jedynie jego działanie, pomijając budowę<ref>{{cytuj stronę | url = http://scottaaronson.com/blog/?p=198 | tytuł = Shtetl-Optimized: The Orion Quantum Computer Anti-Hype FAQ | data dostępu = 2007-05-17 | data = 2007-02-09 | język = en}}</ref><ref>{{cytuj stronę | url = http://scottaaronson.com/blog/?p=225 | tytuł = Shtetl-Optimized: D-Wave Easter Spectacular | data dostępu = 2007-05-17 | data = 2007-04-07 | język = en}}</ref>. W 2009 roku D-Wave Systems stworzyło dla [[Google]] komputer kwantowy wyszukujący grafiki<ref>[http://tech.wp.pl/kat,1009779,title,Google-stworzylo-komputer-kwantowy,wid,11778146,wiadomosc.html?ticaid=1f08b Google stworzyło komputer kwantowy – Tech – WP.PL<!-- Tytuł wygenerowany przez bota -->]</ref>.W maju 2011 firma [[Lockheed Martin]] zakupiła wyprodukowany przez D-Wave Systems komputer za 10 milionów dolarów, podpisując jednocześnie kilkuletni kontrakt na jego obsługę i opracowanie odpowiednich algorytmów<ref>{{cytuj stronę | url=http://technologie.gazeta.pl/internet/1,104530,9684065,Pierwszy_komercyjny_komputer_kwantowy___sprzedany.html | tytuł = Pierwszy komercyjny komputer kwantowy – sprzedany | data = 28 maja 2011 | data dostępu = 17 listopada 2011 | opublikowany = [[gazeta.pl]]}}</ref><ref>{{Cytuj stronę | url = http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=42543 | tytuł = Lockheed Martin Signs Contract with D-Wave Systems | data = 25 maja 2011 | data dostępu = 17 listopada 2011 | opublikowany = Nanotechnology Now | język = en}}</ref>. W 2012 roku na komputerze kwantowym zaprezentowano znajdowanie najniższej energii [[zwijanie białka|zwiniętego białka]]<ref>[http://phys.org/news/2012-08-d-wave-quantum-method-protein-problem.html D-Wave uses quantum method to solve protein folding problem<!-- Tytuł wygenerowany przez bota -->]</ref>.


W styczniu 2012 roku badacze z D-Wave Systems 84-kubitowym komputerem kwantowym obliczyli kilka [[Liczby Ramseya|liczb Ramseya]]. Było to największe dotychczas przeprowadzone obliczenie kwantowe<ref name="Quant2">{{cytuj pismo|nazwisko=Bian|imię=ZhengBing|nazwisko2=Chudak |imię2=Fabian |nazwisko3=Macready |imię3=William G. |nazwisko4=Gaitan |imię4=Frank |nazwisko5=Clark |imię5=Lane |tytuł=Experimental determination of Ramsey numbers with quantum annealing|data=2012}} {{arXiv|1201.1842}}</ref>. 3 miesiące później przy pomocy 2 kubitów udowodniono, że [[algorytm Grovera]] jest poprawny w 95% przypadków<ref>[http://www.futurity.org/science-technology/quantum-computer-built-inside-diamond/ Futurity.org – Quantum computer built inside diamond<!-- Tytuł wygenerowany przez bota -->]</ref>. W kwietniu D-Wave Systems poinformowało o Vesuvius – 512-kubitowym czipie, który może dokonywać więcej niż 10<sup>38</sup> obliczeń naraz, co zajęłoby przeciętnemu PC miliony lat<ref>http://universal-machine.blogspot.co.uk/2012/04/vesuvius-512-qubit-quantum-computer.html</ref>. W sierpniu przy pomocy 5 nadprzewodzących rezonatorów i 4 kubitów fazowych (nadprzewodzące urządzenie bazujące na [[Tunelowanie Josephsona|tunelowaniu Josephsona]]) pokazano, że algorytm Shora jest poprawny w 50% przypadków, co zgadza się z teorią<ref>[http://phys.org/news/2012-08-ucsb-153x5.html Physicists demonstrate that 15=3x5 about half of the time<!-- Tytuł wygenerowany przez bota -->]</ref>.
W styczniu 2012 roku badacze z D-Wave Systems 84-kubitowym komputerem kwantowym obliczyli kilka [[Liczby Ramseya|liczb Ramseya]]. Było to największe dotychczas przeprowadzone obliczenie kwantowe<ref name="Quant2">{{cytuj pismo|nazwisko=Bian|imię=ZhengBing|nazwisko2=Chudak |imię2=Fabian |nazwisko3=Macready |imię3=William G. |nazwisko4=Gaitan |imię4=Frank |nazwisko5=Clark |imię5=Lane |tytuł=Experimental determination of Ramsey numbers with quantum annealing | czasopismo=Physical Review Letters|data=2012 | arxiv=1201.1842 | język=en}}</ref>. 3 miesiące później przy pomocy 2 kubitów udowodniono, że [[algorytm Grovera]] jest poprawny w 95% przypadków<ref>[http://www.futurity.org/science-technology/quantum-computer-built-inside-diamond/ Futurity.org – Quantum computer built inside diamond<!-- Tytuł wygenerowany przez bota -->]</ref>. W kwietniu D-Wave Systems poinformowało o Vesuvius – 512-kubitowym czipie, który może dokonywać więcej niż 10<sup>38</sup> obliczeń naraz, co zajęłoby przeciętnemu PC miliony lat<ref>http://universal-machine.blogspot.co.uk/2012/04/vesuvius-512-qubit-quantum-computer.html</ref>. W sierpniu przy pomocy 5 nadprzewodzących rezonatorów i 4 kubitów fazowych (nadprzewodzące urządzenie bazujące na [[Tunelowanie Josephsona|tunelowaniu Josephsona]]) pokazano, że algorytm Shora jest poprawny w 50% przypadków, co zgadza się z teorią<ref>[http://phys.org/news/2012-08-ucsb-153x5.html Physicists demonstrate that 15=3x5 about half of the time<!-- Tytuł wygenerowany przez bota -->]</ref>.


Na początku 2014 roku John Smolin i Graeme Smith przedstawili pracę, w której argumentują, że maszyna posiadana przez D-Wave Systems nie jest komputerem kwantowym<ref>http://meetings.aps.org/Meeting/MAR14/Event/211739</ref>. Natomiast w marcu 2014 roku w „Nature Physics” przedstawiono wyniki eksperymentów dowodzących, że D-Wave One jest jednak komputerem kwantowym<ref>http://phys.org/news/2014-03-d-wave-chip-rigorous.html</ref>. Znów test z czerwca 2014 nie wykazał różnicy pomiędzy klasycznym komputerem a maszyną D-Wave Systems, lecz firma odpowiedziała, że różnica jest zauważalna dopiero dla bardziej zaawansowanych problemów niż te rozwiązywane w teście<ref>http://news.sciencemag.org/physics/2014/06/quantum-or-not-controversial-computer-runs-no-faster-normal-one?rss=1</ref>.
Na początku 2014 roku John Smolin i Graeme Smith przedstawili pracę, w której argumentują, że maszyna posiadana przez D-Wave Systems nie jest komputerem kwantowym<ref>http://meetings.aps.org/Meeting/MAR14/Event/211739</ref>. Natomiast w marcu 2014 roku w „Nature Physics” przedstawiono wyniki eksperymentów dowodzących, że D-Wave One jest jednak komputerem kwantowym<ref>http://phys.org/news/2014-03-d-wave-chip-rigorous.html</ref>. Znów test z czerwca 2014 nie wykazał różnicy pomiędzy klasycznym komputerem a maszyną D-Wave Systems, lecz firma odpowiedziała, że różnica jest zauważalna dopiero dla bardziej zaawansowanych problemów niż te rozwiązywane w teście<ref>http://news.sciencemag.org/physics/2014/06/quantum-or-not-controversial-computer-runs-no-faster-normal-one?rss=1</ref>.

Wersja z 12:51, 8 sty 2017

Schemat komputera kwantowego Kane’a

Komputer kwantowy – układ fizyczny, do opisu którego wymagana jest mechanika kwantowa, zaprojektowany tak, aby wynik ewolucji tego układu reprezentował rozwiązanie określonego problemu obliczeniowego.

Zasada działania

Sfera Blocha to wizualna reprezentacja pojedynczego kubitu w pamięci komputera kwantowego

Dane w komputerach kwantowych są reprezentowane przez aktualny stan kwantowy układu stanowiącego komputer. Jego ewolucja odpowiada procesowi obliczeniowemu. Odpowiednie zaplanowanie ewolucji układu kwantowego, czyli stworzenie odpowiedniego algorytmu kwantowego pozwala teoretycznie na osiągnięcie wyników w znacznie efektywniejszy sposób, niż za pomocą tradycyjnych komputerów.

Podstawowymi elementami budowy kwantowego komputera są kwantowe bramki logiczne. Kwantowy bit, tzw. kubit, zgodnie z prawami mikroświata nie będzie miał ustalonej wartości 1 lub 0, tak jak bit w standardowym komputerze. W trakcie obliczeń będzie się znajdował w jakimś stanie pośrednim. Rządzi tym prawo prawdopodobieństwa, podobnie jak położeniem elektronu w atomie. Kubit jest kwantową superpozycją zera i jedynki. Pojedynczy wynik obliczeń komputera kwantowego będzie niepewny. Istotne staje się wykonanie całej serii obliczeń i dopiero ich średnia wartość z dużą dokładnością określi prawidłowy wynik – tym dokładniejszy, im więcej komputer dokona obliczeń. Kubit niesie w sobie naraz o wiele więcej informacji niż zero-jedynkowy bit. Dlatego jest w stanie wykonać równolegle wiele obliczeń.

Rejestry kwantowe

Rejestr kwantowy to np. zespół atomów, z których każdy realizuje jeden z kubitów. Każdy ciąg zer i jedynek, o długości równej rozmiarom rejestru, daje się zapisać w kubitach tego układu (tak samo jak w komórkach pamięci rejestru konwencjonalnego, ale w rejestrze takim w danej chwili może być zapisany tylko jeden ciąg zero-jedynkowy). Rejestr kwantowy, jako złożony z kubitów, może być w stanie będącym dowolną superpozycją wielu ciągów zero-jedynkowych. Jeśli w takim rejestrze kwantowym zapisana by została jakaś duża baza danych, wykonanie pewnej operacji na kubitach tego rejestru byłoby równoznaczne z wykonaniem tej operacji na wszystkich danych naraz.

Jeśli rejestr kwantowy zawiera superpozycję bardzo wielu uzyskanych równolegle wyników, to aby wyłuskać z niego potrzebne nam dane, potrzebujemy algorytmów kwantowych. Algorytmy wykonywane przez komputer kwantowy są algorytmami probabilistycznymi. Oznacza to, że uruchamiając ten sam program na komputerze kwantowym dwukrotnie, można by było otrzymać zupełnie różne wyniki ze względu na losowość procesu kwantowego pomiaru.

Historia

Podstawy teoretyczne

Na możliwość budowy komputerów wykorzystujących prawa fizyki kwantowej zwrócił uwagę na początku lat 80. Paul Benioff z Argonne National Laboratory w Stanach Zjednoczonych. Kompletną teorię działania komputera kwantowego stworzył w połowie lat 80. David Deutsch z brytyjskiego Uniwersytetu Oksfordzkiego. Dołączył doń następnie polski informatyk i fizyk Artur Ekert, też związany na stałe z Oksfordem. Pomysł wzbudził szersze zainteresowanie w 1994 roku, gdy Peter Shor z AT&T Bell Labs w Murray Hill wymyślił algorytm, który przy użyciu komputera kwantowego mógłby szybko rozkładać bardzo duże liczby na iloczyny liczb pierwszych.

Realizacje fizyczne

Układ skonstruowany przez D-Wave Systems, zawierający 128 kubitów zrealizowanych za pomocą nadprzewodników

Kubitami są cząstki elementarne, np. fotony lub elektrony. Pierwsze realizacje kontrolowanych obliczeń kwantowych zaprezentowano w 1995 roku. Jednocześnie w kilku ośrodkach udało się skonstruować kwantowe bramki, które przetwarzałyby kubity. Grupa prof. H. Jeffa Kimble'a z Kalifornijskiego Instytutu Technologii w Pasadenie posłużyła się atomem cezu złapanym w optyczną pułapkę pomiędzy lustrami (rolę kubitów grały fotony o różnej polaryzacji). Z kolei grupa Chrisa Monroe z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii w Boulder w Kolorado wykorzystała atom berylu oświetlany światłem lasera. Jeszcze inną bramkę kwantową, wykorzystując atom rydbergowski, stworzył zespół Serge'a Haroche'a z francuskiego Ecole Normale Superieure.

W 2001 roku grupa informatyków z IBM i Uniwersytetu Stanford zademonstrowała działanie algorytmu Shora na 7-kubitowym komputerze kwantowym opartym o jądrowy rezonans magnetyczny. Dokonano wtedy rozkładu liczby 15 = 3 • 5[1]. Natomiast faktoryzacji liczby 21 dokonała w 2011 roku inna grupa badaczy[2].

W 2011 roku udało się stworzyć układ złożony z 10 miliardów kubitów[3], a 2 lata później powiodło się utrzymanie 10 miliardów kubitów w stanie splątanym przez 39 minut[4].

Komputery D-Wave Systems

13 lutego 2007 firma D-Wave Systems zaprezentowała 128-kubitowy układ, nazywany pierwszym na świecie komputerem z rejestrem kwantowym. Nie ma jednak pewności, czy można go tak nazwać: zaprezentowano bowiem jedynie jego działanie, pomijając budowę[5][6]. W 2009 roku D-Wave Systems stworzyło dla Google komputer kwantowy wyszukujący grafiki[7].W maju 2011 firma Lockheed Martin zakupiła wyprodukowany przez D-Wave Systems komputer za 10 milionów dolarów, podpisując jednocześnie kilkuletni kontrakt na jego obsługę i opracowanie odpowiednich algorytmów[8][9]. W 2012 roku na komputerze kwantowym zaprezentowano znajdowanie najniższej energii zwiniętego białka[10].

W styczniu 2012 roku badacze z D-Wave Systems 84-kubitowym komputerem kwantowym obliczyli kilka liczb Ramseya. Było to największe dotychczas przeprowadzone obliczenie kwantowe[11]. 3 miesiące później przy pomocy 2 kubitów udowodniono, że algorytm Grovera jest poprawny w 95% przypadków[12]. W kwietniu D-Wave Systems poinformowało o Vesuvius – 512-kubitowym czipie, który może dokonywać więcej niż 1038 obliczeń naraz, co zajęłoby przeciętnemu PC miliony lat[13]. W sierpniu przy pomocy 5 nadprzewodzących rezonatorów i 4 kubitów fazowych (nadprzewodzące urządzenie bazujące na tunelowaniu Josephsona) pokazano, że algorytm Shora jest poprawny w 50% przypadków, co zgadza się z teorią[14].

Na początku 2014 roku John Smolin i Graeme Smith przedstawili pracę, w której argumentują, że maszyna posiadana przez D-Wave Systems nie jest komputerem kwantowym[15]. Natomiast w marcu 2014 roku w „Nature Physics” przedstawiono wyniki eksperymentów dowodzących, że D-Wave One jest jednak komputerem kwantowym[16]. Znów test z czerwca 2014 nie wykazał różnicy pomiędzy klasycznym komputerem a maszyną D-Wave Systems, lecz firma odpowiedziała, że różnica jest zauważalna dopiero dla bardziej zaawansowanych problemów niż te rozwiązywane w teście[17].

Na fali tych doniesień również National Security Agency pracuje nad zbudowaniem komputera kwantowego, głównie służącego do łamania zaszyfrowanych informacji[18].

Zalety obliczeń kwantowych

Komputer kwantowy, mimo że wykorzystywałby inne właściwości fizyczne niż klasyczne komputery, nie umożliwiałby rozwiązywania nowej klasy problemów. Każdy problem rozwiązywalny przez komputer kwantowy może zostać rozwiązany przez komputer klasyczny. Jednak dzięki specyficznym własnościom komputerów kwantowych pewne problemy można byłoby rozwiązać znacznie szybciej, co w praktyce znacznie poszerzyłoby zakres problemów do jakich mogą być użyte komputery. Klasycznym przykładem jest tutaj algorytm faktoryzacji Shora, służący do rozbijania liczb na czynniki pierwsze. Wykonanie podobnego algorytmu dla kilkudziesięciocyfrowych liczb na współczesnych komputerach przekroczyłoby średnią długość życia człowieka, a dla liczb jeszcze większych – czas istnienia wszechświata. Na komputerach kwantowych możliwe byłoby wykonanie tych operacji w bardziej realnym okresie.

W najczęściej spotykanym modelu obliczeń kwantowych stan układu kwantowego reprezentowany jest za pomocą wektora w skończeniewymiarowej przestrzeni Hilberta (kubit). Natomiast przeprowadzane operacje są opisywane za pomocą macierzy unitarnych.

Ograniczenia obliczeń kwantowych

Idea kwantowego komputera też ma swoje słabe strony. Najpoważniejsza z nich nazywa się dekoherencją. Polega ona na tym, że stany kwantowe będące superpozycjami stanów stacjonarnych są nadzwyczaj nietrwałe. Pod wpływem oddziaływania czynników zewnętrznych układ „wypada” ze stanu superpozycji i „przeskakuje” do jednego ze stanów stacjonarnych. Dokonuje się to w ciągu drobnego ułamka sekundy. Nawet najmniejszy kontakt z otoczeniem może wpłynąć na wynik pomiaru. Jednym z testowanych sposobów na rozwiązanie tego problemu jest przetrzymywanie atomów w pułapkach magnetycznych i sterowanie nimi za pomocą impulsów światła laserowego.

W 2012 roku udało się stłumić dekoherencję na ok. 2 sekundy w temperaturze pokojowej[19]. Rok później czas ten wyniósł już 39 minut[20].

Zobacz też

  1. ↑ Experimental realization of Shor's quantum factoring algorithm using nuclear magnetic resonance
  2. ↑ Enrique Martín-López i inni, Experimental realisation of Shor's quantum factoring algorithm using qubit recycling, „Nature Photonics”, 6, 21 października 2012, s. 773-776, arXiv:1111.4147.
  3. ↑ http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1266384
  4. ↑ http://www.theverge.com/2013/11/14/5104668/qubits-stored-for-39-minutes-quantum-computer-new-record
  5. ↑ Shtetl-Optimized: The Orion Quantum Computer Anti-Hype FAQ. 2007-02-09. [dostęp 2007-05-17]. (ang.).
  6. ↑ Shtetl-Optimized: D-Wave Easter Spectacular. 2007-04-07. [dostęp 2007-05-17]. (ang.).
  7. ↑ Google stworzyło komputer kwantowy – Tech – WP.PL
  8. ↑ Pierwszy komercyjny komputer kwantowy – sprzedany. gazeta.pl, 28 maja 2011. [dostęp 17 listopada 2011].
  9. ↑ Lockheed Martin Signs Contract with D-Wave Systems. Nanotechnology Now, 25 maja 2011. [dostęp 17 listopada 2011]. (ang.).
  10. ↑ D-Wave uses quantum method to solve protein folding problem
  11. ↑ ZhengBing Bian, Fabian Chudak, William G. Macready, Frank Gaitan i inni. Experimental determination of Ramsey numbers with quantum annealing. „Physical Review Letters”, 2012. arXiv:1201.1842. (ang.). 
  12. ↑ Futurity.org – Quantum computer built inside diamond
  13. ↑ http://universal-machine.blogspot.co.uk/2012/04/vesuvius-512-qubit-quantum-computer.html
  14. ↑ Physicists demonstrate that 15=3x5 about half of the time
  15. ↑ http://meetings.aps.org/Meeting/MAR14/Event/211739
  16. ↑ http://phys.org/news/2014-03-d-wave-chip-rigorous.html
  17. ↑ http://news.sciencemag.org/physics/2014/06/quantum-or-not-controversial-computer-runs-no-faster-normal-one?rss=1
  18. ↑ http://www.washingtonpost.com/world/national-security/nsa-seeks-to-build-quantum-computer-that-could-crack-most-types-of-encryption/2014/01/02/8fff297e-7195-11e3-8def-a33011492df2_story.html
  19. ↑ Quantum Computing at Room Temperature — Now a Reality | Techland | TIME.com
  20. ↑ http://phys.org/news/2013-11-quantum-world.html

Linki zewnętrzne

Źródło: „https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Komputer_kwantowy&oldid=48113423”