Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Ноября 2012 в 01:36, реферат
Цель, которую мы должны достигнуть в этой работе – познакомиться с таким направлением современной науки, как создание квантовых компьютеров.
Для достижения данной цели мы планируем выполнить следующие задачи:
Рассказать о зарождении концепции квантовых компьютеров.
Рассказать о возможностях практического применения квантовых компьютеров.
Познакомиться с основными понятиями квантовой теории информации.
Составить представление о процессе вычисления, проходящем в квантовом компьютере, а также о возможностях его реализации.
Рассказать о последних достижениях в рассматриваемой области.
Введение………………………………………………………………. 3
Глава 1. ………………………………………………………………...5
1.1. Зарождение концепции квантовых компьютеров. ……………..5
1.2. Возможности квантовых компьютеров. ………………………..6
1.3. Базовые понятия квантовой теории информации……………..10
1.4. Процесс вычислений…………………………………………….13
1.5. Физическая реализация квантового компьютера. ……………. 16
1.6. Шаги по практической реализации идеи квантового компьютера. 28
Заключение……………………………………………………………. 34
Библиография. …………………………………………………………35
В конечном счете, компьютер Orion – аналоговое устройство. Работа программ квантового компьютера – это процесс аналогового физического моделирования, а программы в цифровых вычислительных машинах по существу выполняют математические процедуры.
В силу присущих ему квантовых свойств компьютер фирмы D-Wave's оптимизирован для реализации сложных, часто повторяющихся задач моделирования: например, необходимо выяснить, что произойдет при вариации переменных в сложной финансовой модели, или как различные белки взаимодействуют с различными синтетическими лекарствами, разрабатываемыми в фармацевтической промышленности. Система также может использоваться и в других областях, скажем, при анализе патентных баз данных для поиска пар одинаковых или перекрывающихся объектов интеллектуальной собственности.
«Мы рассматриваем эти машины как генераторы распределения вероятности, – сказал г-н Роуз, – и хотим создать физический аналог сложной математической задачи».
Сейчас Orion – доказательство
работоспособности концепции
14 ноября 2007 «Компьюлента» разместила уже следующее сообщение:
«Компания D-Wave в рамках конференции по суперкомпьютерам SC07 намерена показать усовершенствованный квантовый компьютер Orion. <…>
Как сообщает Eetimes, на конференции SC07 компания D-Wave намерена показать более мощную систему Orion, насчитывающую уже 28 кубитов. Предполагается, что в ходе демонстрации квантовый компьютер будет решать задачу анализа и каталогизации цифровых изображений по алгоритму, разработанному фирмой Neven Vision (была куплена в прошлом году компанией Google). Комплекс Orion должен будет проанализировать 300 изображений и выявить между ними сходства. Результаты будут отображены на двумерной сетке в виде групп похожих объектов.
К середине следующего года компания D-Wave рассчитывает создать 512-кубитный квантовый компьютер, который будет способен обрабатывать гигантские базы данных изображений и выполнять другие сложные задачи. В дальнейших планах D-Wave значится разработка системы с 1024 квантовыми битами.
Однако не все разделяют оптимизм специалистов D-Wave. Некоторые эксперты выражают сомнения в отношении заявлений D-Wave, поскольку пока компания так и не представила свою разработку для независимой экспертизы».
Пока о новых свершениях компании D-Wave нам ничего не известно.
27.09.2007 Lenta.ru сообщила о практической разработке, играющей большую роль при реализации квантового компьютера.
До этого времени не было разработано эффективных методов, которые позволяли бы двум кубитам обмениваться информацией, если только они не находятся в непосредственном соседстве. Таким образом, кубиты могли хранить информацию, но не могли передавать ее, между тем, возможность передавать информацию на определенное расстояние - необходимое условие для создания имеющих практическую ценность квантовых компьютеров и сетей.
Группа исследователей из Йельского университета под руководством Роберта Шелькопфа (Rober Schoelkopf) уже несколько лет занимается созданием устройств, которые выполняли бы в квантовых компьютерах ту же роль, которую микросхемы выполняют в обычных.
На "микросхеме", охлажденной до нескольких тысячных градуса выше абсолютного нуля, находится несколько носителей кубитов - квантовых точек (также называемых искусственными атомами), маленьких фрагментов сверхпроводника. Группе Шелькопфа удалось передать информацию от одного кубита другому, несоседнему.
Если "стационарным" носителем кубита является квантовая точка, то "движущимся" носителем может выступать фотон. Квантовая точка может испускать фотоны, физические свойства которых хранят ту же информацию, что и свойства квантовой точки.
Йельской группе пришлось решить две сложнейших технических задачи: заставить кубит испускать "по заказу" ровно один фотон (для сравнения: мобильный телефон испускает около 1023 фотонов в секунду) и научить второй кубит принимать этот фотон, соответствующим образом изменяя свое состояние. Способы решения задач описаны в двух статьях, опубликованных в Nature соответственно 20 и 27 сентября.
Независимо от Йельской группы, но одновременно с ней проблему квантовой передачи информации решили ученые из Национального института стандартов и технологий (НИСТ) США, использовавшие несколько другие методы и также опубликовавшие свою статью в выпуске Nature от 27 сентября.
Обеим группам фактически удалось создать устройство для передачи информации внутри квантового компьютера - то, что в обычных компьютерах называется шиной.
Заключение.
В процессе работы над рефератом нами были выполнены следующие задачи:
Таким образом, цель нашей работы достигнута. Кроме того, как видно из работы, мы можем сделать вывод, что квантовые компьютеры из перспективной разработки постепенно становятся реальностью.
Библиография.
Информация о работе Квантовые компьютеры: концепции и возможность реализации