ΕΝΑ
Αλγόριθμοςστον κβαντικό υπολογισμό - ένα σύνολο πράξεων που πρέπει να εκτελεστούν για να λυθεί ένα πρόβλημα
Όλες οι εικόνες από το βιβλίο του Alexei Kavokin
σι
Καταπολέμηση της ακολασίας- μία από τις μεθόδους διόρθωσης σφαλμάτων υπολογισμού που παράγονται από κβαντικούς υπολογιστές. Όσο πιο αποτελεσματικός είναι ο αγώνας, τόσο πιο αξιόπιστα θα είναι τα αποτελέσματα των κβαντικών αλγορίθμων.
Στο
Λειτουργία κυμάτων- μια συνάρτηση που χρησιμοποιείται σε κβάνταμηχανικοί για να περιγράψουν τη λεγόμενη «καθαρή κατάσταση του συστήματος». Ορίζει την πιθανότητα εύρεσης του συστήματος σε μια συγκεκριμένη κατάσταση. Η κβαντική μέτρηση οδηγεί στην κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης: οι πιθανότητες όλων των καταστάσεων, εκτός από μία, εξαφανίζονται.
σολ
Γεωμετρία, κβαντική- μια μέθοδος περιγραφής αντικειμένων των οποίων το μέγεθος είναι τόσο μικρό που κλασικές έννοιες όπως η τροχιά και η ταχύτητα δεν είναι πλέον εφαρμόσιμες σε αυτά.
ρε
Διακόσμηση— η διαδικασία παραβίασης της συνοχής (σταθερότηταδιαφορές φάσης των συναρτήσεων κυμάτων - "High-tech") των qubits ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του συστήματος με το περιβάλλον. Με άλλα λόγια, η αποσυνοχή είναι η εμφάνιση εμπλοκής μεταξύ ενός κβαντικού συστήματος και του περιβάλλοντος του. Αυτή είναι η πηγή σφαλμάτων κατά τους υπολογισμούς. Για να επιβραδυνθεί, είναι απαραίτητο να απομονώσετε τα qubits και να μειώσετε την επίδραση εξωτερικών παραγόντων. Στην πράξη, αυτό επιτυγχάνεται, για παράδειγμα, με την ψύξη των qubits σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες.
μι
Χωρητικότητα, κβαντική- μια ποσότητα που ορίζεται ως μεταβολή του ηλεκτρικού φορτίου σε σχέση με μια μεταβολή του ηλεκτροχημικού δυναμικού. Η κβαντική χωρητικότητα ονομάζεται επίσης χημική ή ηλεκτροχημική χωρητικότητα.
φά
Υγρό, κβαντικόείναι ένα υγρό του οποίου οι ιδιότητες προσδιορίζονταικβαντικές επιδράσεις. Ένα παράδειγμα κβαντικού υγρού είναι το υπερρευστό ήλιο-ΙΙ, ένα υγρό με μηδενικό ιξώδες. Το υπερρευστό ήλιο διεισδύει σε αυθαίρετα στενά τριχοειδή αγγεία.
Ζ
Κάστρο, κβαντικό— διαμόρφωση του μαγνητικού πεδίου, στερέωσηαντικείμενο σε τρισδιάστατο χώρο. Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα: αιώρηση ενός μόνιμου μαγνήτη πάνω από έναν υπεραγωγό λόγω της ώθησης έξω από το μαγνητικό πεδίο από τον υπεραγωγό. Το εφέ χρησιμοποιείται σε τρένα με μαγνητική αιώρηση, όπως το πιο γρήγορο τρένο στον κόσμο, το MAGLEV, το οποίο μεταφέρει επιβάτες από το αεροδρόμιο της Σαγκάης στο κέντρο της πόλης.
ΚΑΙ
Ιόντα- ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της απώλειας ή κέρδους ηλεκτρονίων από ένα άτομο ή ένα μόριο. Εάν το φορτίο είναι θετικό, το ιόν ονομάζεται κατιόν, εάν είναι αρνητικό, ονομάζεται ανιόν.
Για να
Κβαντικοί υπολογιστές- υπολογιστικές συσκευές που χρησιμοποιούντο φαινόμενο της κβαντικής υπέρθεσης καταστάσεων για μετάδοση και επεξεργασία δεδομένων. Οι λογικές πράξεις στους κβαντικούς υπολογιστές εκτελούνται χρησιμοποιώντας qubits, τα οποία λαμβάνουν άπειρο αριθμό τιμών, σε αντίθεση με τα bit ενός κλασικού υπολογιστή, που λαμβάνουν μόνο δύο πιθανές τιμές: "0" και "1". Ένα κβαντικό ολοκληρωμένο κύκλωμα επιτρέπει λειτουργίες σε όλες τις πιθανές καταστάσεις του συστήματος ταυτόχρονα, αυξάνοντας σημαντικά την ταχύτητα των λειτουργιών. Αυτό επιτρέπει στους κβαντικούς υπολογιστές να επιλύουν προβλήματα που περιλαμβάνουν την επιλογή μιας λύσης από πολλές, πολύ πιο αποτελεσματικά από τους κλασσικούς υπολογιστές.
Κουμπίτ- ένα κβαντικό ανάλογο ενός τρανζίστορ.Αυτό είναι το μικρότερο στοιχείο για την αποθήκευση πληροφοριών σε έναν κβαντικό υπολογιστή. Εάν ένα τρανζίστορ αποθηκεύει ένα κλασικό bit πληροφοριών, το οποίο παίρνει την τιμή "0" ή "1", τότε ένα qubit αποθηκεύει ένα κβαντικό bit πληροφοριών, η τιμή του οποίου μπορεί να είναι ένας αυθαίρετος γραμμικός συνδυασμός "0" και "1" .
Quasiparticle— κβάντο ηλεκτρονικής διέγερσης στον κρύσταλλο.Τα πιο γνωστά οιονεί σωματίδια, τα ηλεκτρόνια και οι τρύπες, μεταφέρουν ηλεκτρικό φορτίο σε τρανζίστορ ημιαγωγών. Ένα ηλεκτρόνιο-οιονείσωματίδιο διαφέρει από ένα ηλεκτρόνιο—ένα στοιχειώδες σωματίδιο—σε μάζα: είναι πολύ ελαφρύτερο. Η αποτελεσματική μάζα ενός οιονεί σωματιδίου προσδιορίζεται από τις ιδιότητες του κρυστάλλου. Κβάντα φωτός, φωτόνια, που περνούν μέσα από τον κρύσταλλο, σχηματίζουν οιονεί σωματίδια «υγρού φωτός» - πολαριτόνια. Τα πλασμόνια, τα φωνόνια, τα μαγνόνια, τα εξιτόνια είναι οιονεί σωματίδια που περιγράφουν διαφορετικούς τύπους δονήσεων σε έναν κρύσταλλο. Ένα οιονεί σωματίδιο δεν φεύγει ποτέ από τον κρύσταλλό του.
μεγάλο
Η παγίδα του Παύλου- ένας από τους τύπους ηλεκτρομαγνητικών παγίδων που έχουν σχεδιαστεί για να συγκρατούν, να επιβραδύνουν και να αποθηκεύουν φορτισμένα μικροσωματίδια, ιδίως ιόντα, για ορισμένο χρόνο.
Σχηματική άποψη παγίδας ιόντων. Πηγή: mipt.ru
Μ
Πίνακας πυκνότητας- ένας από τους κύριους τρόπους περιγραφής ενός κράτουςκβαντομηχανικό σύστημα. Ενώ η συνάρτηση κύματος είναι κατάλληλη μόνο για την περιγραφή καθαρών καταστάσεων (βλ. καθαρή κατάσταση ενός συστήματος), τότε ο πίνακας πυκνότητας είναι κατάλληλος για εργασία τόσο με καθαρές όσο και με μικτές καταστάσεις, συμπεριλαμβανομένων των εμπλεκόμενων καταστάσεων, που είναι σημαντικές για τις κβαντικές επικοινωνίες.
Μηχανική, κβαντική- κλάδος της θεωρητικής φυσικής που περιγράφειφυσικά φαινόμενα στον μικρόκοσμο. Η κβαντομηχανική δημιουργήθηκε στις αρχές του 20ου αιώνα ως απάντηση σε πολλά παράδοξα που η κλασική φυσική δεν μπορούσε να εξηγήσει. Υπάρχουν ακόμη συζητήσεις για τη φιλοσοφική ερμηνεία της κβαντικής μηχανικής, ορισμένες διατάξεις της οποίας έρχονται σε αντίθεση με την υλιστική εικόνα του κόσμου.
Η
Αβεβαιότηταστον κβαντικό υπολογισμό, μια αρχή πουδηλώνει ότι είναι αδύνατο να γνωρίζουμε ταυτόχρονα και την ακριβή θέση και την ακριβή ταχύτητα ενός σωματιδίου. Έτσι, αν καταλάβουμε πού βρίσκεται το σωματίδιο σε μια δεδομένη στιγμή, δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε την ταχύτητά του. Αν γνωρίζουμε την ταχύτητα, τότε δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε τις συντεταγμένες. Η αρχή της αβεβαιότητας διατυπώθηκε από τον Γερμανό φυσικό Werner Heisenberg.
Ω
Όγκος, κβαντικόςΕίναι ένα εξειδικευμένο χαρακτηριστικό πουπου εισήχθη από την IBM για τη μέτρηση της «ποιότητας» των κβαντικών υπολογιστών. Ο κβαντικός όγκος αυξάνεται μόνο με ταυτόχρονη αύξηση του αριθμού qubits και μείωση του αριθμού των σφαλμάτων κατά την επεξεργασία τους. Αυτό σημαίνει ότι δεν αρκεί μόνο η αύξηση του αριθμού των qubits - διατηρώντας τον αριθμό των σφαλμάτων, ο όγκος δεν θα αυξηθεί.
Οπτικά, κβαντικά- κλάδος της οπτικής που ασχολείται με τη μελέτηφαινόμενα όπου οι κβαντικές ιδιότητες της φωτεινής ακτινοβολίας εκδηλώνονται ξεκάθαρα, συμπεριλαμβανομένης της θερμικής ακτινοβολίας και του φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Η κβαντική οπτική βασίζεται στην ιδέα του φωτός ως ροή κβαντών - φωτονίων.
NS
Polariton- ένα οιονεί σωματίδιο «υγρού φωτός».Τα πολαριτόνια προκύπτουν λόγω της αλληλεπίδρασης ελαφρών κβαντών, φωτονίων, με διεγερμένες καταστάσεις του κρυστάλλου: εξιτόνια, φωνόνια, πλασμόνια ή μάγνονα. Οι πολαρίτες συνδυάζουν τις ιδιότητες του φωτός με τις ιδιότητες των σωματιδίων υλικού.
Πηγή: garyconklinglifenotes.wordpress.com
Υπεροχή- στον κβαντικό υπολογισμό, είναι μια ικανότηταοι κβαντικοί υπολογιστές επιλύουν ορισμένα προβλήματα καταρχήν γρηγορότερα από οποιονδήποτε κλασικό υπολογιστή. Καθώς η πολυπλοκότητα του προβλήματος αυξάνεται, ο χρόνος που χρειάζεται ένας κβαντικός υπολογιστής για να το λύσει αυξάνεται πολύ πιο αργά από ότι ο χρόνος που χρειάζεται για να λυθεί για έναν κλασικό υπολογιστή.
R
Ακτινοβολία- η εξάπλωση της ενέργειας με τη μορφή ακτινοβολίας.Η ακτινοβολία συχνά εννοείται ότι σημαίνει ιονίζουσα ακτινοβολία που μπορεί να καταστρέψει τα ζωντανά κύτταρα. Πρόσφατα, οι φυσικοί ανακάλυψαν ότι η ακτινοβολία μειώνει το χρόνο συνοχής των κβαντικών καταστάσεων των υπεραγώγιμων qubits, πράγμα που σημαίνει ότι οι κβαντικοί υπολογιστές που βασίζονται σε υπεραγωγούς πρέπει να έχουν προστασία από την ακτινοβολία.
Με
Προσομοιωτής, κβαντικός -κβαντικό υπολογιστικό σύστημα με στόχοεπίλυση ενός ή περισσότερων παρόμοιων προβλημάτων. Οι κβαντικοί προσομοιωτές είναι ικανοί να προσομοιώνουν τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά πραγματικών κβαντικών συστημάτων. Λειτουργούν χωρίς τη βοήθεια μηχανισμού διόρθωσης σφαλμάτων, επιτρέποντας τη δημιουργία προσομοιώσεων χρησιμοποιώντας λιγότερα qubits από αυτά που θα χρειαζόταν για έναν κβαντικό υπολογιστή γενικής χρήσης.
Προσθήκηστην κβαντική θεωρία - ένας συνδυασμός ιδιοτήτων διαφόρωνκβαντικές καταστάσεις ενός σωματιδίου (δηλαδή, καταστάσεις με διαφορετικές ενέργειες ή ταχύτητες). Ένα σωματίδιο υπάρχει ταυτόχρονα σε δύο ή περισσότερες καταστάσεις έως ότου η πράξη μέτρησης το βρει σε μία από τις καταστάσεις. Έτσι ένας έμπειρος παίκτης κρυψώνα μετακινείται ήσυχα από το ένα δωμάτιο στο άλλο, κρύβεται παντού ταυτόχρονα μέχρι να βρεθεί σε ένα από τα δωμάτια.
Τ
Εφέ σήραγγας- η ικανότητα υπέρβασης του μικροσωματιδίουπιθανό φράγμα. Μια απεικόνιση αυτού του εφέ μπορεί να είναι ένα κολόμποκ που κυλά κατά μήκος ενός επίπεδου δρόμου και πλησιάζει σε έναν λόφο. Στον κλασικό κόσμο, ένα κουλούρι δεν μπορεί να ξεπεράσει ένα αρκετά ψηλό βουνό με τρέξιμο. Στην κβαντική πραγματικότητα, έχει τη δυνατότητα να ξεπεράσει ένα εμπόδιο σε κάθε περίπτωση, σαν να σπάει μια σήραγγα κάτω από ένα βουνό.
Τούρινγκ, Άλαν- εξαιρετικός Άγγλος μαθηματικός, δημιουργόςπρώτος υπολογιστής. Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, ηγήθηκε μιας ομάδας επιστημόνων που δημιούργησαν τη «βόμβα Turing», έναν υπολογιστή που έσπασε τον κώδικα του γερμανικού κρυπτογραφικού συστήματος Enigma.
Έχεις
Καθολικός κβαντικός υπολογιστής- προγραμματιζόμενη υπολογιστική συσκευή,με βάση τη χρήση αλγορίθμων κβαντικών υπολογιστών. Το χαρακτηριστικό του, σε αντίθεση με έναν κβαντικό προσομοιωτή, είναι η ανάγκη χρήσης μιας διαδικασίας διόρθωσης κβαντικών σφαλμάτων. Αυτό οδηγεί σε απότομη αύξηση του αριθμού των qubits σε έναν επεξεργαστή υπολογιστή και καθιστά την υλοποίηση ενός τέτοιου επεξεργαστή μια εξαιρετικά δύσκολη τεχνική εργασία.
φά
Φωτόνιο- το πιο κοινό στοιχειώδες σωματίδιο σεΣύμπαν, κβάντο ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Το φωτόνιο υπομένει ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση, δεν έχει μάζα ή φορτίο και κινείται στο κενό με την υψηλότερη δυνατή ταχύτητα—την ταχύτητα του φωτός. Τα φωτόνια μπορούν να θεωρηθούν ως μπαλόνια γεμάτα με νερό. Τα κύματα στην επιφάνεια του νερού μεταφέρουν πληροφορίες σχετικά με τη συχνότητα, τη φάση και την πόλωση του φωτός. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να ληφθούν μόνο με διάτρηση της μπάλας, δηλαδή με καταστροφή/απορρόφηση φωτονίου.
NS
Χάος, κβαντικό- ένας κλάδος της φυσικής που μελετά πώςΤα χαοτικά κλασικά συστήματα μπορούν να περιγραφούν από την άποψη της κβαντικής μηχανικής. Ένα σύστημα θεωρείται χαοτικό εάν μια μικρή απόκλιση στην αρχική του κατάσταση οδηγεί σε ριζικές αλλαγές στην μετέπειτα εξέλιξή του.
ντο
Χρώμα, κβαντικό.Αυτός είναι ένας κβαντικός αριθμός, ένα από τα χαρακτηριστικά των κουάρκ και γλουονίων, στοιχειωδών σωματιδίων. Το κβαντικό χρώμα δεν έχει καμία σχέση με το συνηθισμένο χρώμα, δηλαδή με το μήκος κύματος του φωτός.
Η
Καθαρή κατάσταση συστήματος- μια κατάσταση που μπορεί να περιγραφεί με ένα κύμαλειτουργία. Κατά κανόνα, οι καθαρές καταστάσεις δεν ζουν πολύ: καταστρέφονται λόγω των διαδικασιών αποσυμφόρησης. Οι μπλεγμένες κβαντικές καταστάσεις δεν είναι καθαρές.
NS
Schrödinger, Erwin- Αυστριακός επιστήμονας, ένας από τους ιδρυτέςκβαντική μηχανική. Πρότεινε ένα πείραμα σκέψης που καταδεικνύει τον παράδοξο παραλογισμό της αρχής της κβαντικής υπέρθεσης. Μια ζωντανή γάτα και μια συσκευή που αποτελείται από έναν μετρητή Geiger με μια μικρή ποσότητα ραδιενεργού ουσίας μέσα, μια φιάλη με δηλητήριο και έναν ειδικό μηχανισμό τοποθετούνται σε ένα κλειστό κουτί. Η πιθανότητα ένα από τα ραδιενεργά άτομα να διασπαστεί μέσα σε μια ώρα είναι 50%. Η αποσύνθεση ενός ατόμου θα πρέπει να ενεργοποιήσει έναν μηχανισμό που σπάει τη φιάλη με δηλητήριο. Μόλις σπάσει η φιάλη, η γάτα πεθαίνει. Όσο το κουτί είναι κλειστό, δεν ξέρουμε αν η γάτα είναι ζωντανή ή νεκρή. Από την άποψη της κβαντικής μηχανικής, είναι και ζωντανός και νεκρός. Μόνο η μέτρηση (άνοιγμα του κουτιού) προβάλλει την κβαντική κατάσταση της γάτας στην κλασική βάση: η γάτα είναι είτε ζωντανή είτε νεκρή.
NS
ΕξομοιωτήςΕίναι ένα πρόγραμμα που σας επιτρέπει να παίξετειδιότητες συστημάτων κβαντικής υπολογιστικής σε κλασικούς υπολογιστές. Χάρη στους εξομοιωτές, μπορούμε να διερευνήσουμε τις δυνατότητες της κβαντικής τεχνολογίας υπολογιστών: να επιδείξουμε αλγόριθμους, να δοκιμάσουμε τεχνικές καταστολής λαθών και κβαντικούς κώδικες διόρθωσης σφαλμάτων.
Exciton -οιονείσωματίδιο που αποτελείται από άλλα δύοοιονεί σωματίδια: μια θετικά φορτισμένη οπή και ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο. Ένα εξιτόνιο έχει την ίδια δομή ενεργειακού επιπέδου με ένα άτομο υδρογόνου. Σε αντίθεση με τα άτομα υδρογόνου, τα εξιτόνια είναι ασταθή. Η διάρκεια ζωής τους, κατά κανόνα, δεν ξεπερνά το ένα δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου. Εξαφανιζόμενοι, τα εξιτόνια μεταφέρουν την ενέργειά τους σε ελαφρά κβάντα - φωτόνια.
NS
Η εμπειρία του Jung- Το πείραμα του Thomas Young επιτρέπεταικαταδεικνύουν την παρεμβολή και τη διάθλαση του φωτός - φαινόμενα που χρησίμευσαν ως απόδειξη της εγκυρότητας της κυματικής θεωρίας του φωτός. Στη συνέχεια, αυτό το πείραμα επαναλήφθηκε για μια ροή ηλεκτρονίων. Οι μετρήσεις έδειξαν ότι τόσο το φως όσο και η ύλη μπορούν να επιδείξουν τις ιδιότητες τόσο των κυμάτων όσο και των σωματιδίων.
ΕΙΜΑΙ
Κβαντική γλώσσα προγραμματισμού- μια ειδική γλώσσα προγραμματισμού που δίνειτην ικανότητα περιγραφής κβαντικών αλγορίθμων για την επίλυση διαφόρων προβλημάτων. Υπάρχουν επί του παρόντος αρκετές γλώσσες κβαντικού προγραμματισμού, συμπεριλαμβανομένων των QPL, QCL, Haskell-like QML, Quipper, Q#, Q, qGCL, cQPL.
Δείτε επίσης:
Οι ερευνητές βύθισαν για πρώτη φορά στο βαθύτερο βυθισμένο πλοίο
Δημιουργήθηκε ο πρώτος ακριβής χάρτης του κόσμου. Τι συμβαίνει με όλους τους άλλους;
Εμφανίστηκε ένα ασύρματο σύστημα που βοηθά στην παράλυση