PERO
Algoritmoen computación cuántica: un conjunto de operaciones que deben realizarse para resolver un problema en
Todas las ilustraciones del libro de Alexei Kavokin
B
Combatir la decoherencia- uno de los métodos para corregir errores de cálculo producidos por computadoras cuánticas. Cuanto más eficaz sea la lucha, más fiables serán los resultados de los algoritmos cuánticos.
En
Función de onda- una función que se usa en cuánticamecánica para describir el llamado "estado puro del sistema". Establece la probabilidad de encontrar el sistema en un estado particular. La medición cuántica conduce al colapso de la función de onda: las probabilidades de todos los estados, excepto uno, desaparecen.
GRAMO
Geometría, cuántica- un método para describir objetos cuyo tamaño es tan pequeño que conceptos clásicos como trayectoria y velocidad ya no les son aplicables.
D
Decoherencia— el proceso de violación de la coherencia (constanciadiferencias de fase de las funciones de onda - “alta tecnología”) de qubits como resultado de la interacción del sistema con el medio ambiente. En otras palabras, la decoherencia es la aparición de un entrelazamiento entre un sistema cuántico y su entorno. Ésta es la fuente de errores durante los cálculos. Para frenarlo es necesario aislar los qubits y reducir la influencia de factores externos. En la práctica, esto se consigue, por ejemplo, enfriando los qubits a temperaturas ultrabajas.
mi
Capacidad, cuántica- una cantidad que se define como un cambio de carga eléctrica en relación con un cambio de potencial electroquímico. La capacitancia cuántica también se llama capacitancia química o electroquímica.
F
Líquido, cuánticoes un líquido cuyas propiedades están determinadasefectos cuánticos. Un ejemplo de líquido cuántico es el helio-II superfluido, un líquido con viscosidad cero. El helio superfluido penetra en capilares arbitrariamente estrechos.
Z
Castillo, cuántico— configuración del campo magnético, fijaciónobjeto en el espacio tridimensional. El ejemplo más llamativo: la levitación de un imán permanente sobre un superconductor debido a la expulsión del campo magnético por parte del superconductor. El efecto se utiliza en trenes de levitación magnética, como el tren más rápido del mundo, MAGLEV, que transporta pasajeros desde el aeropuerto de Shanghai hasta el centro de la ciudad.
Y
iones- Partículas cargadas eléctricamente formadas como resultado de la pérdida o ganancia de electrones de un átomo o molécula. Si la carga es positiva, el ion se llama catión; si es negativa, se llama anión.
A
Computadoras cuánticas- dispositivos informáticos que utilizanel fenómeno de la superposición cuántica de estados para la transmisión y procesamiento de datos. Las operaciones lógicas en los ordenadores cuánticos se llevan a cabo mediante qubits, que toman un número infinito de valores, a diferencia de los bits de un ordenador clásico, que sólo toman dos valores posibles: “0” y “1”. Un circuito integrado cuántico permite operaciones en todos los estados posibles del sistema simultáneamente, aumentando significativamente la velocidad de las operaciones. Esto permite a las computadoras cuánticas resolver problemas que implican elegir una solución entre muchas, de manera mucho más eficiente que las computadoras clásicas.
Qubit- un análogo cuántico de un transistor.Este es el elemento más pequeño para almacenar información en una computadora cuántica. Si un transistor almacena un bit de información clásico, que toma el valor "0" o "1", entonces un qubit almacena un bit cuántico de información, cuyo valor puede ser una combinación lineal arbitraria de "0" y "1". .
Cuasipartícula— cuanto de excitación electrónica en el cristal.Las cuasipartículas más conocidas, los electrones y los huecos, transportan carga eléctrica en transistores semiconductores. Una cuasipartícula electrónica se diferencia de un electrón (una partícula elemental) en su masa: es mucho más ligera. La masa efectiva de una cuasipartícula está determinada por las propiedades del cristal. Los cuantos de luz, los fotones, que atraviesan el cristal, forman cuasipartículas de "luz líquida": polaritones. Los plasmones, fonones, magnones y excitones son cuasipartículas que describen diferentes tipos de vibraciones en un cristal. Una cuasipartícula nunca abandona su cristal.
L
Trampa de pablo- uno de los tipos de trampas electromagnéticas diseñadas para retener, ralentizar y almacenar micropartículas cargadas, en particular iones, durante un tiempo determinado.
Vista esquemática de una trampa de iones. Fuente: mipt.ru
METRO
Matriz de densidad- una de las principales formas de describir un estadosistema mecánico cuántico. Si bien la función de onda es adecuada solo para describir estados puros (ver estado puro de un sistema), la matriz de densidad es adecuada para trabajar con estados tanto puros como mixtos, incluidos estados entrelazados, que son importantes para las comunicaciones cuánticas.
Mecánica cuántica- una rama de la física teórica que describeFenómenos físicos en el microcosmos. La mecánica cuántica se creó a principios del siglo XX en respuesta a varias paradojas que la física clásica no podía explicar. Todavía hay debates sobre la interpretación filosófica de la mecánica cuántica, algunas de cuyas disposiciones contradicen la imagen materialista del mundo.
H
Incertidumbreen computación cuántica, un principio queafirma que es imposible conocer simultáneamente la posición exacta y la velocidad exacta de una partícula. Entonces, si entendemos dónde está la partícula en un momento dado, no podemos determinar su velocidad. Si conocemos la velocidad, entonces no podemos determinar las coordenadas. El principio de incertidumbre fue formulado por el físico alemán Werner Heisenberg.
Oh
Volumen, cuánticoEs una característica especializada queintroducido por IBM para medir la "calidad" de las computadoras cuánticas. El volumen cuántico crece solo con un aumento simultáneo en el número de qubits y una disminución en el número de errores al trabajar en ellos. Esto significa que no basta con aumentar el número de qubits; mientras se mantiene el número de errores, el volumen no aumentará.
Óptica cuántica- una rama de la óptica que se ocupa del estudiofenómenos donde se manifiestan claramente las propiedades cuánticas de la radiación luminosa, incluida la radiación térmica y el efecto fotoeléctrico. La óptica cuántica se basa en la idea de la luz como un flujo de cuantos: fotones.
PAGS
Polariton- una cuasipartícula de “luz líquida”.Los polaritones surgen de la interacción de cuantos de luz, fotones, con estados excitados del cristal: excitones, fonones, plasmones o magnones. Los polaritones combinan las propiedades de la luz con las propiedades de las partículas materiales.
Fuente: garyconklinglifenotes.wordpress.com
Superioridad- en computación cuántica, es una habilidadLas computadoras cuánticas resuelven algunos problemas en principio más rápido que cualquier computadora clásica. A medida que aumenta la complejidad del problema, el tiempo que tarda una computadora cuántica en resolverlo aumenta mucho más lentamente que el tiempo que tarda una computadora clásica en resolverlo.
R
Radiación- la propagación de energía en forma de radiación.A menudo se entiende que la radiación significa radiación ionizante que puede destruir células vivas. Recientemente, los físicos han descubierto que la radiación acorta el tiempo de coherencia de los estados cuánticos de los qubits superconductores, lo que significa que las computadoras cuánticas basadas en superconductores deben tener protección contra la radiación.
Con
Simulador, cuántico -sistema de computación cuántica destinado aresolver uno o más problemas similares. Los simuladores cuánticos son capaces de simular las propiedades y el comportamiento de sistemas cuánticos reales. Funcionan sin la ayuda de un mecanismo de corrección de errores, lo que permite crear simulaciones utilizando menos qubits de los que se necesitarían para una computadora cuántica de uso general.
Superposiciónen la teoría cuántica - una combinación de propiedades de variosestados cuánticos de una partícula (es decir, estados con diferentes energías o velocidades). Una partícula existe simultáneamente en dos o más estados hasta que el acto de medición la encuentra en uno de los estados. Entonces, un jugador experimentado en el escondite se mueve silenciosamente de una habitación a otra, escondiéndose en todas partes al mismo tiempo hasta que lo encuentran en una de las habitaciones.
T
Efecto túnel- la capacidad de superar la micropartículabarrera potencial. Una ilustración de este efecto puede ser un kolobok rodando por una carretera plana y acercándose a una colina. En el mundo clásico, un moño no puede superar una montaña lo suficientemente alta con una salida a la carrera. En la realidad cuántica, tiene la capacidad de superar un obstáculo en cualquier caso, como si atravesara un túnel debajo de una montaña.
Turing, Alan- destacado matemático inglés, creadorprimera computadora. Durante la Segunda Guerra Mundial, dirigió un equipo de científicos que crearon la "Bomba Turing", una computadora que descifró el código del sistema criptográfico alemán Enigma.
Tener
Computadora cuántica universal- dispositivo informático programable,basado en el uso de algoritmos de computación cuántica. Su característica, a diferencia de un simulador cuántico, es la necesidad de utilizar un procedimiento de corrección de errores cuánticos. Esto conduce a un fuerte aumento en el número de qubits en el procesador de una computadora y hace que la implementación de dicho procesador sea una tarea técnica extremadamente difícil.
F
Fotón- la partícula elemental más común enUniverso, cuanto de radiación electromagnética. El fotón soporta la interacción electromagnética, no tiene masa ni carga y se mueve en el vacío a la velocidad más alta posible: la velocidad de la luz. Se puede pensar en los fotones como globos llenos de agua. Las ondas en la superficie del agua transportan información sobre la frecuencia, fase y polarización de la luz. Esta información sólo se puede obtener perforando la bola, es decir, destruyendo/absorbiendo un fotón.
NS
Caos, cuántico- una rama de la física que estudia cómoLos sistemas clásicos caóticos se pueden describir desde el punto de vista de la mecánica cuántica. Un sistema se considera caótico si una pequeña desviación en su estado inicial provoca cambios radicales en su evolución posterior.
C
Color, cuántico.Este es un número cuántico, una de las características de los quarks y gluones, partículas elementales. El color cuántico no tiene nada que ver con el color ordinario, es decir, con la longitud de onda de la luz.
H
Estado limpio del sistema- un estado que puede describirse mediante una ondafunción. Como regla general, los estados puros no viven mucho: se destruyen debido a los procesos de decoherencia. Los estados cuánticos entrelazados no son puros.
NS
Schrödinger, Erwin- Científico austriaco, uno de los padres fundadores.mecánica cuántica. Propuso un experimento mental que demostraba lo paradójico y absurdo del principio de superposición cuántica. En una caja cerrada se colocan un gato vivo y un dispositivo que consiste en un contador Geiger con una pequeña cantidad de sustancia radiactiva en su interior, un matraz con veneno y un mecanismo especial. La probabilidad de que uno de los átomos radiactivos se desintegre en una hora es del 50%. La desintegración de un átomo debería desencadenar un mecanismo que rompa el matraz con veneno. Tan pronto como se rompe el matraz, el gato muere. Mientras la caja esté cerrada, no sabemos si el gato está vivo o muerto. Desde el punto de vista de la mecánica cuántica, está vivo y muerto. Sólo la medición (abrir la caja) proyecta el estado cuántico del gato sobre la base clásica: el gato está vivo o muerto.
NS
EmuladorEs un programa que te permite jugarpropiedades de los sistemas de computación cuántica en computadoras clásicas. Gracias a los emuladores, podemos explorar el potencial de la tecnología de computación cuántica: demostrar algoritmos, probar técnicas de supresión de errores y códigos de corrección de errores cuánticos.
Exciton -cuasipartícula formada por otras dosCuasipartículas: un hueco con carga positiva y un electrón con carga negativa. Un excitón tiene la misma estructura de niveles de energía que un átomo de hidrógeno. A diferencia de los átomos de hidrógeno, los excitones son inestables. Su vida útil no suele superar la milmillonésima de segundo. Al desaparecer, los excitones transfieren su energía a cuantos de luz: fotones.
YU
La experiencia de Jung- El experimento de Thomas Young permitiódemostrar la interferencia y difracción de la luz, fenómenos que sirvieron como prueba de la validez de la teoría ondulatoria de la luz. Posteriormente, este experimento se repitió para un flujo de electrones. Las mediciones mostraron que tanto la luz como la materia pueden presentar propiedades tanto de ondas como de partículas.
I
Lenguaje de programación cuántico- un lenguaje de programación especial que proporcionala capacidad de describir algoritmos cuánticos para resolver diversos problemas. Actualmente existen varios lenguajes de programación cuántica, incluidos QPL, QCL, QML similar a Haskell, Quipper, Q#, Q, qGCL, cQPL.
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