Квантовые компьютеры
Автор Александр О. Спиридонов задал вопрос в разделе Наука, Техника, Языки
В чем суть квантового компьютера? и получил лучший ответ
Ответ от Sergey Shishanov[гуру]
Квантовый компьютер — это гипотетическое вычислительное устройство, существенно использующее при работе квантовомеханические эффекты, такие как квантовая запутанность и квантовый параллелизм путём выполнения квантовых алгоритмов. Это позволяет преодолеть некоторые ограничения классических компьютеров.Специфика примененияМожет показаться, что квантовый компьютер — это разновидность аналоговой вычислительной машины. Но это не так: по своей сути это цифровое устройство, но с аналоговой природой. Основные проблемы, связанные с созданием и применением квантовых компьютеров:необходимо обеспечить высокую точность измерений; внешние воздействия могут разрушить квантовую систему или внести в нее искажения. Благодаря огромной скорости разложения на простые множители, квантовый компьютер позволит расшифровывать сообщения, закодированные при помощи многих популярных криптографических алгоритмов, таких как RSA. До сих пор этот алгоритм считается сравнительно надёжным, так как эффективный способ разложения чисел на простые множители для классического компьютера в настоящее время неизвестен. Применение идей квантовой механики уже открыли новую эпоху в области криптографии, так как методы квантовой криптографии открывают новые возможности в области передачи сообщений, которые даже теоретически нельзя «расшифровать» . Уже существуют коммерческие образцы систем подобного рода.
Ответ от Ёветлана[гуру]
ну....==Ответ прислал Алексей. Не забудьте признать мой ответ лучшим 😉 ===
ну....==Ответ прислал Алексей. Не забудьте признать мой ответ лучшим 😉 ===
Ответ от Бекар[гуру]
Первый раз слышу.
Первый раз слышу.
Ответ от Mix[гуру]
как ты себе это представляешь????квант - это наименьшее число энергии которое может излучать электрон при переходе с одной орбитали на другую и поглощать если обратно....т.е. это какое-то излучение....квант всегда когерентен для какждой орбитали определенного вещества....а для компьютера должно быть двоичная система....и не хаотическое а упорядоченное излучение и хранение информации....
как ты себе это представляешь????квант - это наименьшее число энергии которое может излучать электрон при переходе с одной орбитали на другую и поглощать если обратно....т.е. это какое-то излучение....квант всегда когерентен для какждой орбитали определенного вещества....а для компьютера должно быть двоичная система....и не хаотическое а упорядоченное излучение и хранение информации....
Ответ от Михаил Тыркин[гуру]
В квантовом компъютере носителем информации будет квант. Он обладает сильными волновыми свойствами и поэтому основным логическим элементом будет " ИЛИ " , а не " И" , как в обычном компъютере , что открывает захватывающие перспективы , в частности , в криптографии! Квантовый комп за секунды взломает сложнейший банковский код , на который у самого навороченного нынешнего уйдут долгие месяцы непрерывной работы ! В общем Разница будет больше , чем у лучшего нынешнего и лампового 50-х годов.
В квантовом компъютере носителем информации будет квант. Он обладает сильными волновыми свойствами и поэтому основным логическим элементом будет " ИЛИ " , а не " И" , как в обычном компъютере , что открывает захватывающие перспективы , в частности , в криптографии! Квантовый комп за секунды взломает сложнейший банковский код , на который у самого навороченного нынешнего уйдут долгие месяцы непрерывной работы ! В общем Разница будет больше , чем у лучшего нынешнего и лампового 50-х годов.
Ответ от Dims[гуру]
В так называемом "квантовом параллелизме". Квантовый регистр может хранить не одно число, а сразу много, а квантовое арифметико-логическое устройство может параллельно производить операции над такими неоднозначными числами.
В так называемом "квантовом параллелизме". Квантовый регистр может хранить не одно число, а сразу много, а квантовое арифметико-логическое устройство может параллельно производить операции над такими неоднозначными числами.
Ответ от Дедушев Алексей[гуру]
Это компьютер на основе квантов света как единица передаваемой информации.Квант света обладает большими возможностями по отношению к полупрводниковым элементам (0/1), кван света может передать множество состояний, это частота, на которой происходит излучение.Это использование галографической записи, на одном уровне кристаллической структуры, можно будет записать огромное колличество информации, учитывается угол падения излучения, частота излучения, и сам уровень. таким образом в кубике 1 кв. см, можно записать громадное колличество инфы в несколько Терабайт, 1 Тб = 1024 Гб. 1Гб =1024 Мб кроче много.
Это компьютер на основе квантов света как единица передаваемой информации.Квант света обладает большими возможностями по отношению к полупрводниковым элементам (0/1), кван света может передать множество состояний, это частота, на которой происходит излучение.Это использование галографической записи, на одном уровне кристаллической структуры, можно будет записать огромное колличество информации, учитывается угол падения излучения, частота излучения, и сам уровень. таким образом в кубике 1 кв. см, можно записать громадное колличество инфы в несколько Терабайт, 1 Тб = 1024 Гб. 1Гб =1024 Мб кроче много.
Ответ от Evgeny M.[гуру]
Если очень кратко и не вдаваться в технические детали и в физику, то суть следующая.Квантовый компьютер работает с так называемой нечеткой логикой. Это та самая логика, которая используется в мозгу человека и животных. Когда кошка прыгает за мышкой, она в своем мозгу не решает никаких дифференциальных уравнений. А современные роботы (когда прыгают за мышкой) решают у себя дифференциальные уравнения и малейший сбой приводит к крупному промаху.Поэтому считается, что именно квантовые компьютеры с нечеткой логикой и смогут смоделировать мозг человека.
Если очень кратко и не вдаваться в технические детали и в физику, то суть следующая.Квантовый компьютер работает с так называемой нечеткой логикой. Это та самая логика, которая используется в мозгу человека и животных. Когда кошка прыгает за мышкой, она в своем мозгу не решает никаких дифференциальных уравнений. А современные роботы (когда прыгают за мышкой) решают у себя дифференциальные уравнения и малейший сбой приводит к крупному промаху.Поэтому считается, что именно квантовые компьютеры с нечеткой логикой и смогут смоделировать мозг человека.
Ответ от Epsilon[мастер]
Предыдущие ответы содержат уйму не относящегося к делу, в лучшем случае. 😀 Суть в том, что для него возможны специфические алгоритмы, позволяющие проводить операции параллельно. Параллелизм базируется на квантовом принципе суперпозиции состояний.Например, если обычный бит всегда находится либо в состоянии |0>, либо |1>, то квантовый бит (кубит, от "q-bit"), имея базисных состояний также 2, может находиться в состоянии c1*|0>+c2*|1>, где с1 и с2 - почти произвольные комплексные числа, а именно такие, что |c1|^2+|c2|^2=1. Т. е. имеем 3D-континуум возможных состояний.Обычный регистр из n-бит может находиться в одном из 2^n состояний - чисел. Всякие-разные операции сложения/вычитания - переводят его из одного состояния в другое. Т. е. наша привычная математика позволяет нам создавать алгоритмы, по которым при заданных состояниях классического регистра (входные данные) получается требуемый нам результат (выходные) .Практически вся арифметика при этом получается принципиально последовательной, т. е. если вы, например, складываете 2 числа, то сначала вы складываете младшие разряды, и лишь с учетом результата складываете более старшие разряды. Квантовый N-кубитный регистр имеет 2^N базисных состояний и может находиться в любой их линейной суперпозиции, аналогично вышеописанному кубиту. Только размерность пространства сильно подскочила. 😉 Любое состояние - вектор в нем, возможных состояний получилось, мягко говоря, много. Переход от одного состояния в другое и есть процесс каких-то вычислений. Более точно - повороты и отражения всякие, т. к. общая длина вектора должна оставаться постоянной.Так вот, квантовая динамика как раз допускает повороты и отражения таких вот векторов состояния. А при повороте вектора автоматически параллельно работают все кубиты. Проблема лишь в том, чтобы придумать, как это конкретно использовать, т. е. нужны универсальные специфически квантовые алгоритмы поворотов подобных векторов таким образом, чтобы они заданному входу ставили в соответствие правильный выход. Таких алгоритмов весьма немного, поэтому полностью все сегодняшние вычисления пока еще нельзя реализовать специфически квантовым образом.Ну, из того что есть - квантовый алгоритм Шора разлагает число на 2 взаимно простых сомножителя за полиномиальное число элементарных операций. (Классический компьютер - за экспоненциальное, на этом вся современная криптография с открытым ключом держится) .Есть квантовое преобразование Фурье, на нем основан алгоритм Гровера, проводящий сверхбыстрый поиск числа в массиве по шаблону. Возможно, в закрытых исследованиях люди понаделали гораздо больше существенно квантовых алгоритмов. 😉
Предыдущие ответы содержат уйму не относящегося к делу, в лучшем случае. 😀 Суть в том, что для него возможны специфические алгоритмы, позволяющие проводить операции параллельно. Параллелизм базируется на квантовом принципе суперпозиции состояний.Например, если обычный бит всегда находится либо в состоянии |0>, либо |1>, то квантовый бит (кубит, от "q-bit"), имея базисных состояний также 2, может находиться в состоянии c1*|0>+c2*|1>, где с1 и с2 - почти произвольные комплексные числа, а именно такие, что |c1|^2+|c2|^2=1. Т. е. имеем 3D-континуум возможных состояний.Обычный регистр из n-бит может находиться в одном из 2^n состояний - чисел. Всякие-разные операции сложения/вычитания - переводят его из одного состояния в другое. Т. е. наша привычная математика позволяет нам создавать алгоритмы, по которым при заданных состояниях классического регистра (входные данные) получается требуемый нам результат (выходные) .Практически вся арифметика при этом получается принципиально последовательной, т. е. если вы, например, складываете 2 числа, то сначала вы складываете младшие разряды, и лишь с учетом результата складываете более старшие разряды. Квантовый N-кубитный регистр имеет 2^N базисных состояний и может находиться в любой их линейной суперпозиции, аналогично вышеописанному кубиту. Только размерность пространства сильно подскочила. 😉 Любое состояние - вектор в нем, возможных состояний получилось, мягко говоря, много. Переход от одного состояния в другое и есть процесс каких-то вычислений. Более точно - повороты и отражения всякие, т. к. общая длина вектора должна оставаться постоянной.Так вот, квантовая динамика как раз допускает повороты и отражения таких вот векторов состояния. А при повороте вектора автоматически параллельно работают все кубиты. Проблема лишь в том, чтобы придумать, как это конкретно использовать, т. е. нужны универсальные специфически квантовые алгоритмы поворотов подобных векторов таким образом, чтобы они заданному входу ставили в соответствие правильный выход. Таких алгоритмов весьма немного, поэтому полностью все сегодняшние вычисления пока еще нельзя реализовать специфически квантовым образом.Ну, из того что есть - квантовый алгоритм Шора разлагает число на 2 взаимно простых сомножителя за полиномиальное число элементарных операций. (Классический компьютер - за экспоненциальное, на этом вся современная криптография с открытым ключом держится) .Есть квантовое преобразование Фурье, на нем основан алгоритм Гровера, проводящий сверхбыстрый поиск числа в массиве по шаблону. Возможно, в закрытых исследованиях люди понаделали гораздо больше существенно квантовых алгоритмов. 😉
Ответ от Пользователь удален[эксперт]
В названии?
В названии?
Ответ от Ёаша Пинкевич[гуру]
Квантовый компьютер[править]Материал из Википедии — свободной энциклопедии 3 кубита квантового регистра против 3 битов обычногоКвантовый компьютер — это гипотетическое вычислительное устройство, существенно использующее при работе квантовомеханические эффекты, такие как квантовая запутанность и квантовый параллелизм путём выполнения квантовых алгоритмов. Это позволяет преодолеть некоторые ограничения классических компьютеров. Содержание [убрать]1 Теория 1.1 Кубиты1.2 Вычисление1.3 Алгоритмы1.4 Квантовая телепортация2 Применение квантовых компьютеров 2.1 Специфика применения2.2 Приложения к криптографии3 Реализации4 Ссылки[править]Теория[править]КубитыИдея квантовых вычислений, впервые высказанная Ю. И. Маниным и Р. Фейнманом состоит в том, что квантовая система из L двухуровневых квантовых элементов (кубитов) имеет 2L линейно независимых состояний, а значит, вследствие принципа квантовой суперпозиции, 2L-мерное гильбертово пространство состояний. Операция в квантовых вычислениях соответствует повороту в этом пространстве. Таким образом, квантовое вычислительное устройство размером L кубит может выполнять параллельно 2L операций.Предположим, что имеется один кубит. В таком случае после измерения, в так называемой классической форме, результат будет 0 или 1. В действительности кубит квантовый объект и поэтому, вследствие принципа неопределенности, может быть и 0, и 1 с определенной вероятностью. Если кубит равен 0 (или 1) со стопроцентной вероятностью, его состояние обозначается с помощью символа |0> (или |1>) — в обозначениях Дирака. |0> и |1> — это базовые состояния. В общем случае квантовое состояние кубита находится между базовыми и записывается, в виде, где |a|2 и |b|2 — вероятности измерить 0 или 1 соответственно; . Более того, сразу после измерения кубит переходит в базовое квантовое состояние, аналогичное классическому результату.Пример:Имеется кубит в квантовом состоянии .В этом случае, вероятность получить при измерении0составляет (4/5)2=16/25= 64 %,1(-3/5)2=9/25= 36 %.В данном случае, при измерении мы получили 0 с 64 % вероятностью.Тогда кубит перескакивает в новое квантовое состояние 1*|0>+0*|1>=|0>, то есть, при следующем измерении этого кубита мы получим 0 со стопроцентной вероятностью.Перейдём к системе из двух кубитов. Измерение каждого из них может дать 0 или 1. Поэтому у системы 4 классических состояния: 00, 01, 10 и 11. Аналогичные им базовые квантовые состояния: |00>, |01>, |10> и |11>. И наконец, общее квантовое состояние системы имеет вид . Теперь |a|2 — вероятность измерить 00 и т. д. Отметим, что |a|2+|b|2+|c|2+|d|2=1 как полная вероятность.В общем случае, системы из L кубитов у неё 2L классических состояний (00000, 00001, … , 11111), каждое из которых может быть измерено с вероятностями 0—100 %.Таким образом, одна операция над группой кубитов затрагивает все значения, которые она может принимать, в отличие от классического бита. Это и обеспечивает беспрецедентный параллелизм вычислений.[править]ВычислениеУпрощённая схема вычисления на квантовом компьютере выглядит так: берётся система кубитов, на которой записывается начальное состояние. Затем состояние системы или её подсистем изменяется посредством базовых квантовых операций. В конце измеряется значение, и это результат работы компьютера.Оказывается, что для построения любого вычисления достаточно двух базовых операций. Квантовая система даёт результат, только с некоторой вероятностью являющийся правильным. Но за счёт небольшого увеличения операций в алгоритме можно сколь угодно приблизить вероятность получения правильного результата к единице.С помощью базовых квантовых операций можно симулировать работу обычных логических элементов, из которых сделаны обычные компьютеры. Поэтому любую задачу, которая решена сейчас, квантовый компьютер решит и почти за такое же время. Следовательно, новая схема выч
Квантовый компьютер[править]Материал из Википедии — свободной энциклопедии 3 кубита квантового регистра против 3 битов обычногоКвантовый компьютер — это гипотетическое вычислительное устройство, существенно использующее при работе квантовомеханические эффекты, такие как квантовая запутанность и квантовый параллелизм путём выполнения квантовых алгоритмов. Это позволяет преодолеть некоторые ограничения классических компьютеров. Содержание [убрать]1 Теория 1.1 Кубиты1.2 Вычисление1.3 Алгоритмы1.4 Квантовая телепортация2 Применение квантовых компьютеров 2.1 Специфика применения2.2 Приложения к криптографии3 Реализации4 Ссылки[править]Теория[править]КубитыИдея квантовых вычислений, впервые высказанная Ю. И. Маниным и Р. Фейнманом состоит в том, что квантовая система из L двухуровневых квантовых элементов (кубитов) имеет 2L линейно независимых состояний, а значит, вследствие принципа квантовой суперпозиции, 2L-мерное гильбертово пространство состояний. Операция в квантовых вычислениях соответствует повороту в этом пространстве. Таким образом, квантовое вычислительное устройство размером L кубит может выполнять параллельно 2L операций.Предположим, что имеется один кубит. В таком случае после измерения, в так называемой классической форме, результат будет 0 или 1. В действительности кубит квантовый объект и поэтому, вследствие принципа неопределенности, может быть и 0, и 1 с определенной вероятностью. Если кубит равен 0 (или 1) со стопроцентной вероятностью, его состояние обозначается с помощью символа |0> (или |1>) — в обозначениях Дирака. |0> и |1> — это базовые состояния. В общем случае квантовое состояние кубита находится между базовыми и записывается, в виде, где |a|2 и |b|2 — вероятности измерить 0 или 1 соответственно; . Более того, сразу после измерения кубит переходит в базовое квантовое состояние, аналогичное классическому результату.Пример:Имеется кубит в квантовом состоянии .В этом случае, вероятность получить при измерении0составляет (4/5)2=16/25= 64 %,1(-3/5)2=9/25= 36 %.В данном случае, при измерении мы получили 0 с 64 % вероятностью.Тогда кубит перескакивает в новое квантовое состояние 1*|0>+0*|1>=|0>, то есть, при следующем измерении этого кубита мы получим 0 со стопроцентной вероятностью.Перейдём к системе из двух кубитов. Измерение каждого из них может дать 0 или 1. Поэтому у системы 4 классических состояния: 00, 01, 10 и 11. Аналогичные им базовые квантовые состояния: |00>, |01>, |10> и |11>. И наконец, общее квантовое состояние системы имеет вид . Теперь |a|2 — вероятность измерить 00 и т. д. Отметим, что |a|2+|b|2+|c|2+|d|2=1 как полная вероятность.В общем случае, системы из L кубитов у неё 2L классических состояний (00000, 00001, … , 11111), каждое из которых может быть измерено с вероятностями 0—100 %.Таким образом, одна операция над группой кубитов затрагивает все значения, которые она может принимать, в отличие от классического бита. Это и обеспечивает беспрецедентный параллелизм вычислений.[править]ВычислениеУпрощённая схема вычисления на квантовом компьютере выглядит так: берётся система кубитов, на которой записывается начальное состояние. Затем состояние системы или её подсистем изменяется посредством базовых квантовых операций. В конце измеряется значение, и это результат работы компьютера.Оказывается, что для построения любого вычисления достаточно двух базовых операций. Квантовая система даёт результат, только с некоторой вероятностью являющийся правильным. Но за счёт небольшого увеличения операций в алгоритме можно сколь угодно приблизить вероятность получения правильного результата к единице.С помощью базовых квантовых операций можно симулировать работу обычных логических элементов, из которых сделаны обычные компьютеры. Поэтому любую задачу, которая решена сейчас, квантовый компьютер решит и почти за такое же время. Следовательно, новая схема выч
Ответ от Пользователь удален[гуру]
Хорошо, что у вы задали такой вопрос. Я даже не подозрвала о существовании такой машины. Сейчас почитаю ответы и буду знать о ней все.
Хорошо, что у вы задали такой вопрос. Я даже не подозрвала о существовании такой машины. Сейчас почитаю ответы и буду знать о ней все.
Ответ от Ђвой младший братишка[гуру]
Это прорыв. Это - дверь в будущее...
Это прорыв. Это - дверь в будущее...
Ответ от 22 ответа[гуру]
Привет! Вот подборка тем с похожими вопросами и ответами на Ваш вопрос: В чем суть квантового компьютера?