MEN
Algoritmei kvanteberegning - et sæt af operationer, der skal udføres for at løse et problem på
Alle illustrationer fra bogen af Alexei Kavokin
B
Bekæmpelse af dekoherens- en af metoderne til at korrigere beregningsfejl produceret af kvantecomputere. Jo mere effektiv kampen er, jo mere pålidelige vil resultaterne af kvantealgoritmerne være.
den
Wave funktion- en funktion, der bruges i kvantemekanik til at beskrive den såkaldte "systemets rene tilstand". Det indstiller sandsynligheden for at finde systemet i en bestemt tilstand. Kvantemåling fører til kollaps af bølgefunktionen: sandsynlighederne for alle stater undtagen en forsvinder.
G
Geometri, kvante- en metode til at beskrive objekter, hvis størrelse er så lille, at klassiske begreber som bane og hastighed ikke længere er anvendelige for dem.
D
Dekoherens— processen med krænkelse af sammenhængen (konstansfaseforskelle af bølgefunktioner - "High-tech") af qubits som et resultat af systemets interaktion med miljøet. Med andre ord er dekohærens fremkomsten af sammenfiltring mellem et kvantesystem og dets miljø. Det er dette, der er kilden til fejl under beregninger. For at bremse det er det nødvendigt at isolere qubits og reducere indflydelsen af eksterne faktorer. I praksis realiseres dette for eksempel ved at afkøle qubits til ultralave temperaturer.
E
Kapacitet, kvante- en størrelse, der er defineret som en ændring i elektrisk ladning i forhold til en ændring i det elektrokemiske potentiale. Kvantekapacitans kaldes også kemisk eller elektrokemisk kapacitans.
F
Flydende, kvanteer en væske, hvis egenskaber er bestemtkvanteeffekter. Et eksempel på en kvantevæske er superfluid helium-II, en væske med nul viskositet. Superflydende helium trænger ind i vilkårligt smalle kapillærer.
Z
Slot, kvante— konfiguration af magnetfeltet, fikseringobjekt i tredimensionelt rum. Det mest slående eksempel: levitation af en permanent magnet over en superleder på grund af, at superlederen skubber magnetfeltet ud. Effekten bruges i magnetiske levitationstog, såsom verdens hurtigste tog, MAGLEV, der transporterer passagerer fra Shanghai lufthavn til byens centrum.
OG
Ioner- elektrisk ladede partikler dannet som følge af tab eller forstærkning af elektroner fra et atom eller molekyle. Hvis ladningen er positiv, kaldes ionen en kation, hvis den er negativ, kaldes den en anion.
K
Kvantecomputere- computerenheder, der brugerfænomenet kvantesuperposition af tilstande til datatransmission og -behandling. Logiske operationer i kvantecomputere udføres ved hjælp af qubits, som antager et uendeligt antal værdier, i modsætning til bits på en klassisk computer, som kun antager to mulige værdier: "0" og "1". Et kvanteintegreret kredsløb tillader operationer på alle mulige tilstande af systemet samtidigt, hvilket øger operationshastigheden betydeligt. Dette gør det muligt for kvantecomputere at løse problemer, der involverer at vælge én løsning blandt mange, meget mere effektivt end klassiske computere.
Qubit- en kvanteanalog af en transistor.Dette er det mindste element til lagring af information i en kvantecomputer. Hvis en transistor gemmer en klassisk informationsbit, som tager værdien "0" eller "1", så gemmer en qubit en kvantebit information, hvis værdi kan være en vilkårlig lineær kombination af "0" og "1" .
Kvasipartikel— kvantum af elektronisk excitation i krystallen.De mest kendte kvasipartikler, elektroner og huller, bærer elektrisk ladning i halvledertransistorer. En elektron-kvasipartikel adskiller sig fra en elektron - en elementær partikel - i masse: den er meget lettere. Den effektive masse af en kvasipartikel bestemmes af krystallens egenskaber. Lyskvanter, fotoner, der passerer gennem krystallen, danner kvasipartikler af "flydende lys" - polaritoner. Plasmoner, fononer, magnoner, excitoner er kvasipartikler, der beskriver forskellige typer vibrationer i en krystal. En kvasipartikel forlader aldrig sin krystal.
L
Pauls fælde- en af de typer elektromagnetiske fælder designet til at tilbageholde, bremse og opbevare ladede mikropartikler, især ioner, i en vis tid.
Skematisk billede af en ionfælde. Kilde: mipt.ru
M
Densitetsmatrix- en af de vigtigste måder at beskrive en tilstand påkvantemekanisk system. Mens bølgefunktionen kun er egnet til at beskrive rene tilstande (se ren tilstand af et system), så er tæthedsmatricen velegnet til at arbejde med både rene og blandede tilstande, inklusive sammenfiltrede tilstande, som er vigtige for kvantekommunikation.
Mekanik, kvante- en gren af teoretisk fysik, der beskriverfysiske fænomener i mikrokosmos. Kvantemekanik blev skabt i begyndelsen af det 20. århundrede som svar på flere paradokser, som klassisk fysik ikke kunne forklare. Der er stadig debatter om den filosofiske fortolkning af kvantemekanikken, hvor nogle bestemmelser modsiger det materialistiske billede af verden.
N
Usikkerhedi kvanteberegning, et princip, deranfører, at det er umuligt samtidigt at kende både den nøjagtige position og den nøjagtige hastighed af en partikel. Så hvis vi forstår, hvor partiklen er på et givet tidspunkt, kan vi ikke bestemme dens hastighed. Hvis vi kender hastigheden, så kan vi ikke bestemme koordinaterne. Usikkerhedsprincippet er formuleret af den tyske fysiker Werner Heisenberg.
Oh
Volumen, kvante- en specialiseret egenskab derintroduceret af IBM for at måle "kvaliteten" af kvantecomputere. Kvantumfanget vokser kun med en samtidig stigning i antallet af qubits og et fald i antallet af fejl, når man arbejder på dem. Det betyder, at det ikke er nok bare at øge antallet af qubits - mens antallet af fejl opretholdes, vil lydstyrken ikke vokse.
Optik, kvante- en gren af optik, der beskæftiger sig med undersøgelsenfænomener, hvor lysstrålingens kvanteegenskaber tydeligt kommer til udtryk, herunder termisk stråling og den fotoelektriske effekt. Kvanteoptik er baseret på ideen om lys som en strøm af kvante - fotoner.
P
Polariton- en kvasipartikel af "flydende lys".Polaritoner opstår på grund af interaktionen af lyskvanter, fotoner, med exciterede tilstande af krystallen: excitoner, fononer, plasmoner eller magnoner. Polaritoner kombinerer lysets egenskaber med materialepartiklernes egenskaber.
Kilde: garyconklinglifenotes.wordpress.com
Overlegenhed- i kvanteberegning er det en evnekvantecomputere løser nogle problemer i princippet hurtigere end nogen klassisk computer. Efterhånden som problemets kompleksitet øges, vokser den tid, det tager for en kvantecomputer at løse det, meget langsommere end den tid, det tager for en klassisk computer at løse det.
R
Stråling- spredning af energi i form af stråling.Ofte refererer stråling til ioniserende stråling, der kan ødelægge levende celler. For nylig har fysikere opdaget, at stråling forkorter sammenhængstiden for kvantetilstande for superledende qubits, hvilket betyder, at kvantecomputere baseret på superledere skal have strålingsafskærmning.
C
Simulator, kvante -quantum computing system rettet modløse et eller flere lignende problemer. Kvantesimulatorer er i stand til at simulere egenskaberne og adfærden af rigtige kvantesystemer. De fungerer uden hjælp af en fejlkorrektionsmekanisme, hvilket gør det muligt at skabe simuleringer ved hjælp af færre qubits, end der ville være nødvendigt for en kvantecomputer til generelle formål.
Superpositioni kvanteteori - en kombination af forskellige egenskaberkvantetilstande for en partikel (dvs. stater med forskellige energier eller hastigheder). En partikel eksisterer samtidigt i to eller flere tilstande, indtil målehandlingen finder den i en af staterne. Så en erfaren skjul-og-søg-spiller bevæger sig stille fra et rum til et andet og gemmer sig overalt på samme tid, indtil han findes i et af værelserne.
T
Tunnel effekt- evnen til at overvinde mikropartiklenpotentiel barriere. En illustration af denne effekt kan være en kolobok, der ruller langs en flad vej og nærmer sig en bakke. I den klassiske verden kan en bolle ikke overvinde et tilstrækkeligt højt bjerg med en løbende start. I kvantevirkeligheden har han evnen til under alle omstændigheder at overvinde en hindring, som om han bryder gennem en tunnel under et bjerg.
Turing, Alan- fremragende engelsk matematiker, skaberførste computer. Under Anden Verdenskrig ledede han et team af videnskabsmænd, der skabte "Turing Bomb", en computer, der knækkede koden til det tyske Enigma-krypteringssystem.
i
Universel kvantecomputer- programmerbar computerenhed,baseret på brugen af kvanteberegningsalgoritmer. Dens funktion, i modsætning til en kvantesimulator, er behovet for at bruge en kvantefejlkorrektionsprocedure. Dette fører til en kraftig stigning i antallet af qubits i en computerprocessor og gør implementeringen af en sådan processor til en yderst vanskelig teknisk opgave.
F
Foton- den mest almindelige elementarpartikel iUnivers, kvante af elektromagnetisk stråling. Fotonen udholder elektromagnetisk interaktion, har ingen masse eller ladning og bevæger sig i et vakuum med den højest mulige hastighed - lysets hastighed. Fotoner kan opfattes som balloner fyldt med vand. Bølger på vandoverfladen bærer information om lysets frekvens, fase og polarisering. Denne information kan kun opnås ved at perforere kuglen, det vil sige ved at ødelægge/absorbere en foton.
x
Kaos, kvante- en gren af fysik, der studerer hvordankaotiske klassiske systemer kan beskrives ud fra kvantemekanikkens synspunkt. Et system betragtes som kaotisk, hvis en lille afvigelse i dets oprindelige tilstand fører til radikale ændringer i dets efterfølgende udvikling.
C
Farve, kvante.Dette er et kvantetal, en af egenskaberne ved kvarker og gluoner, elementære partikler. Kvantefarve har intet at gøre med almindelig farve, det vil sige med lysets bølgelængde.
H
Ren systemtilstand- en tilstand, der kan beskrives ved en bølgefungere. Som regel lever rene stater ikke længe: de ødelægges på grund af decoherensprocesser. Indviklede kvantetilstande er ikke rene.
Sh
Schrödinger, Erwin- Østrigsk videnskabsmand, en af grundlæggernekvantemekanik. Han foreslog et tankeeksperiment, der demonstrerede den paradoksale absurditet i princippet om kvantesuperposition. En levende kat og en enhed bestående af en geigertæller med en lille mængde radioaktivt stof indeni, en kolbe med gift og en speciel mekanisme er placeret i en lukket kasse. Sandsynligheden for, at et af de radioaktive atomer vil henfalde inden for en time er 50 %. Desintegreringen af et atom skulle udløse en mekanisme, der knækker kolben med gift. Så snart kolben er knækket, dør katten. Så længe kassen er lukket, ved vi ikke, om katten er levende eller død. Fra kvantemekanikkens synspunkt er han både levende og død. Kun måling (åbning af kassen) projicerer kattens kvantetilstand på det klassiske grundlag: katten er enten levende eller død.
E
EmulatorEr et program, der giver dig mulighed for at spilleegenskaber ved systemer til kvanteberegning på klassiske computere. Takket være emulatorer kan vi udforske potentialet i kvantebearbejdningsteknologi: demonstrere algoritmer, prøve fejlundertrykkelsesteknikker og kvantefejlkorrektionskoder.
Exciton -kvasipartikel bestående af to andrekvasipartikler: et positivt ladet hul og en negativt ladet elektron. En exciton har samme energiniveaustruktur som et brintatom. I modsætning til brintatomer er excitoner ustabile. Deres levetid overstiger som regel ikke en milliardtedel af et sekund. Ved at forsvinde overfører excitoner deres energi til lyskvanter - fotoner.
YU
Jungs oplevelse- Thomas Youngs eksperiment tilladtdemonstrere interferens og diffraktion af lys - fænomener, der tjente som bevis på gyldigheden af lysbølgeteorien. Efterfølgende blev dette eksperiment gentaget for en strøm af elektroner. Målingerne viste, at både lys og stof kan udvise egenskaber af både bølger og partikler.
jeg
Kvanteprogrammeringssprog- et særligt programmeringssprog, der giverevnen til at beskrive kvantealgoritmer til løsning af forskellige problemer. Der er i øjeblikket flere kvanteprogrammeringssprog, herunder QPL, QCL, Haskell-lignende QML, Quipper, Q#, Q, qGCL, cQPL.
Se også:
Forskere kastede for første gang ned til det dybeste sunkne skib
Det første nøjagtige kort over verden blev oprettet. Hvad er der galt med alle andre?
Der er opstået et trådløst system, der hjælper lammet