Introducing 

Prezi AI.

Your new presentation assistant.

Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.

Loading…
Transcript

Квантовые компьютеры

Что такое квантовый компьютер?

Квантовый компьютер — вычислительное устройство, которое использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных. Полноценный универсальный квантовый компьютер является пока гипотетическим устройством.

Что такое квантовый компьютер?

Устройство

Квантовый компьютер состоит из:

1) классическая быстродействующая ЭВМ;

2) квантовый процессор;

3) устройства записи информации в квантовые регистры;

4) устройство управления квантовыми операциями;

5) устройство считывания информации с кубитов.

Устройство

Основы функционирования

Для того чтобы разобраться как работает квантовый компьютер давайте в начале разберёмся на каких основах он работает.

Основы функциони-рования

1) Квантовая суперпозиция - это способность атома находится в нескольких местах одновременно.

2) Квантовый параллелизм. В основе квантового параллелизма лежит использование при вычислениях суперпозиций базовых состояний, что позволяет одновременно производить большое количество вычислений с различными исходными данными.

Основы

3) Квантовая запутанность - это квантовое состояние двух частиц, которые оказываются взаимозависимыми друг от друга.

4) Кубит является основной ячейкой квантового компьютера и квантовой частицей, имеющей два базовых состояния 1 и 0 или оба этих состояния одновременно.

Продолжение

Можно выделить два типа квантовых компьютеров. Они основываются на квантовых явлениях, только разного порядка.

Классифи-кация

В основе первого типа квантовых компьютеров лежит квантование магнитного потока на нарушениях сверхпроводимости. На этих эффектах делают аналого-цифровые преобразователи, линейные усилители.

1 тип

Для второго типа квантовых компьютеров требуется постоянное поддержание когерентности волновых функций используемых кубитов в течение всего времени вычислений. Для некоторых вычислительных задач мощность когерентных квантовых компьютеров равна 2n . n- это число кубитов в компьютере.

2 тип

Применение

Область применения квантовых компьютеров

Молекулярное моделирование поможет создать новые лекарства и моделировать свойства химических веществ. Например, Google уже смогли сымитировать энергию молекулы водорода.

Медицина

Квантовый компьютер сможет моделировать разные финансовые ситуации и предотвращать риски при большом количестве случайных сценариев.

Финансовые услуги

Квантовая криптография

Квантовая криптография

Создание новых надежных алгоритмов шифрования. Например, чтобы взломать алгоритм классическим компьютером, нужно перебрать все возможные варианты. Это требует огромного количества времени,что делает эту операцию дорогостоящей и не практичной. А квантовые компьютеры могут выполнять такое разложение гораздо быстрее и эффективнее.

Прогноз погоды

Создание модели климата для предотвращения стихийных бедствий и моделирования влияния человека на окружающую среду.

Моделирование других квантовых систем. Например, моделирование молекулы сложных химических соединений (белков).

Модели-рование

Особенность квантовых компьютеров заключается в том, что их система - 0 и 1, как в классических компьютерах, может занимать одновременно одну и ту же позицию, то есть принимать одно и то же значение одновременно. В обычных машинках такого быть не может. Эта способность кубита в несколько тысяч раз увеличивает производительность компьютера, в связи с тем, что растет скорость вычислений.

В то время, как обычные компьютеры совершают вычисления в последовательной форме, то есть, одно за другим, квантовый аппарат осуществляет операции параллельно. За несколько секунд он может произвести столько вычислений, сколько настольный ПК будет просчитывать на протяжение нескольких тысяч лет.

Чем отличается квантовый компьютер от обычного?

Видео

Learn more about creating dynamic, engaging presentations with Prezi