ALE
Algorytmw informatyce kwantowej - zestaw operacji, które należy wykonać, aby rozwiązać problem
Wszystkie ilustracje z książki Aleksieja Kavokina
B
Zwalczanie dekoherencji- jedna z metod korygowania błędów obliczeniowych wytwarzanych przez komputery kwantowe. Im skuteczniejsza walka, tym bardziej wiarygodne będą wyniki algorytmów kwantowych.
W
Funkcja falowa- funkcja używana w kwantachmechanika do opisu tzw. „czystego stanu układu”. Ustala prawdopodobieństwo znalezienia systemu w określonym stanie. Pomiar kwantowy prowadzi do załamania się funkcji falowej: znikają prawdopodobieństwa wszystkich stanów oprócz jednego.
G
Geometria, kwant- metoda opisu obiektów, których rozmiary są na tyle małe, że nie mają już do nich zastosowania klasyczne pojęcia, jak trajektoria i prędkość.
D
Dekoherencja— proces naruszania spójności (stałościróżnice fazowe funkcji falowych - „High-tech”) kubitów w wyniku interakcji układu z otoczeniem. Innymi słowy, dekoherencja to pojawienie się splątania pomiędzy układem kwantowym a jego otoczeniem. To właśnie jest źródłem błędów podczas obliczeń. Aby go spowolnić, należy odizolować kubity i ograniczyć wpływ czynników zewnętrznych. W praktyce realizuje się to na przykład poprzez chłodzenie kubitów do ultraniskich temperatur.
mi
Pojemność, kwantowa- wielkość definiowana jako zmiana ładunku elektrycznego w stosunku do zmiany potencjału elektrochemicznego. Pojemność kwantowa nazywana jest również pojemnością chemiczną lub elektrochemiczną.
fa
Płynny, kwantowyjest cieczą, której właściwości są określoneefekty kwantowe. Przykładem cieczy kwantowej jest nadciekły hel-II, ciecz o zerowej lepkości. Nadciekły hel przenika do dowolnie wąskich kapilar.
Z
Zamek, kwant— konfiguracja pola magnetycznego, ustalanieobiekt w przestrzeni trójwymiarowej. Najbardziej uderzający przykład: lewitacja magnesu trwałego nad nadprzewodnikiem w wyniku wypychania pola magnetycznego przez nadprzewodnik. Efekt wykorzystuje się w pociągach wykorzystujących lewitację magnetyczną, takich jak najszybszy pociąg świata MAGLEV, który przewozi pasażerów z lotniska w Szanghaju do centrum miasta.
I
Jony- cząstki naładowane elektrycznie powstałe w wyniku utraty lub zyskania elektronów z atomu lub cząsteczki. Jeśli ładunek jest dodatni, jon nazywa się kationem, jeśli jest ujemny, nazywa się go anionem.
Do
Komputery kwantowe- urządzenia komputerowe, z których korzystajązjawisko kwantowej superpozycji stanów przy transmisji i przetwarzaniu danych. Operacje logiczne w komputerach kwantowych realizowane są za pomocą kubitów, które przyjmują nieskończoną liczbę wartości, w przeciwieństwie do bitów w klasycznym komputerze, które przyjmują tylko dwie możliwe wartości: „0” i „1”. Kwantowy układ scalony pozwala na jednoczesne działanie na wszystkich możliwych stanach układu, znacznie zwiększając prędkość działania. Dzięki temu komputery kwantowe mogą rozwiązywać problemy polegające na wyborze jednego rozwiązania z wielu, znacznie efektywniej niż klasyczne komputery.
Qubit- kwantowy analog tranzystora.To najmniejszy element służący do przechowywania informacji w komputerze kwantowym. Jeśli tranzystor przechowuje klasyczny bit informacji, który przyjmuje wartość „0” lub „1”, to kubit przechowuje kwantowy bit informacji, którego wartość może być dowolną liniową kombinacją „0” i „1” .
Kwazicząstka— kwant wzbudzenia elektronowego w krysztale.Najbardziej znane kwazicząstki, elektrony i dziury, przenoszą ładunek elektryczny w tranzystorach półprzewodnikowych. Kwazicząstka elektronowa różni się od elektronu – cząstki elementarnej – masą: jest znacznie lżejsza. Efektywna masa kwazicząstki zależy od właściwości kryształu. Kwanty świetlne, fotony, przechodząc przez kryształ, tworzą kwazicząstki „płynnego światła” - polarytony. Plazmony, fonony, magnony, ekscytony to kwazicząstki opisujące różne rodzaje drgań w krysztale. Kwasicząstka nigdy nie opuszcza swojego kryształu.
L
Pułapka Paula- jeden z rodzajów pułapek elektromagnetycznych, których zadaniem jest zatrzymanie, spowolnienie i magazynowanie przez określony czas naładowanych mikrocząstek, w szczególności jonów.
Schematyczny widok pułapki jonowej. Źródło: mipt.ru
M
Macierz gęstości- jeden z głównych sposobów opisu stanuukład mechaniki kwantowej. O ile funkcja falowa nadaje się tylko do opisu czystych stanów (patrz czysty stan układu), o tyle macierz gęstości nadaje się do pracy zarówno ze stanami czystymi, jak i mieszanymi, w tym ze stanami splątanymi, które są ważne dla komunikacji kwantowej.
Mechanika kwantowa- dział fizyki teoretycznej opisującyzjawiska fizyczne w mikrokosmosie. Mechanika kwantowa powstała na początku XX wieku w odpowiedzi na kilka paradoksów, których fizyka klasyczna nie potrafiła wyjaśnić. Wciąż toczą się dyskusje na temat filozoficznej interpretacji mechaniki kwantowej, której niektóre zapisy zaprzeczają materialistycznemu obrazowi świata.
H.
Niepewnośćw obliczeniach kwantowych, zasada, żestwierdza, że nie jest możliwe jednoczesne poznanie dokładnego położenia i dokładnej prędkości cząstki. Jeśli więc zrozumiemy, gdzie cząstka znajduje się w danym momencie, nie będziemy w stanie określić jej prędkości. Jeśli znamy prędkość, nie możemy określić współrzędnych. Zasadę nieoznaczoności sformułował niemiecki fizyk Werner Heisenberg.
Oh
Objętość, kwantJest to wyspecjalizowana cechawprowadzone przez IBM w celu pomiaru „jakości” komputerów kwantowych. Objętość kwantowa rośnie tylko przy jednoczesnym wzroście liczby kubitów i spadku liczby błędów podczas pracy nad nimi. Oznacza to, że nie wystarczy tylko zwiększyć liczbę kubitów - przy zachowaniu liczby błędów wolumen nie będzie rósł.
Optyka kwantowa- dział optyki zajmujący się badaniemzjawiska, w których wyraźnie ujawniają się właściwości kwantowe promieniowania świetlnego, w tym promieniowanie cieplne i efekt fotoelektryczny. Optyka kwantowa opiera się na idei światła jako strumienia kwantów – fotonów.
P.
Polariton- kwazicząstka „płynnego światła”.Polarytony powstają w wyniku oddziaływania kwantów światła, fotonów, ze stanami wzbudzonymi kryształu: ekscytonami, fononami, plazmonami czy magnonami. Polarytony łączą właściwości światła z właściwościami cząstek materialnych.
Źródło: garyconklinglifenotes.wordpress.com
Wyższość- w komputerach kwantowych jest to umiejętnośćKomputery kwantowe rozwiązują niektóre problemy zasadniczo szybciej niż jakikolwiek klasyczny komputer. Wraz ze wzrostem złożoności problemu czas potrzebny komputerowi kwantowemu do jego rozwiązania rośnie znacznie wolniej niż czas potrzebny do rozwiązania go w przypadku klasycznego komputera.
R
Promieniowanie- rozprzestrzenianie się energii w postaci promieniowania.Przez promieniowanie często rozumie się promieniowanie jonizujące, które może niszczyć żywe komórki. Ostatnio fizycy odkryli, że promieniowanie skraca czas koherencji stanów kwantowych kubitów nadprzewodzących, co oznacza, że komputery kwantowe oparte na nadprzewodnikach muszą mieć ekranowanie przed promieniowaniem.
Z
Symulator kwantowy -kwantowy system obliczeniowy, którego celem jestrozwiązując jeden lub więcej podobnych problemów. Symulatory kwantowe są w stanie symulować właściwości i zachowanie rzeczywistych układów kwantowych. Działają bez pomocy mechanizmu korekcji błędów, umożliwiając tworzenie symulacji przy użyciu mniejszej liczby kubitów, niż byłoby to potrzebne w komputerze kwantowym ogólnego przeznaczenia.
Nałożeniew teorii kwantowej - połączenie różnych właściwościstany kwantowe cząstki (czyli stany o różnych energiach lub prędkościach). Cząstka istnieje jednocześnie w dwóch lub więcej stanach, dopóki akt pomiaru nie znajdzie jej w jednym ze stanów. Tak więc doświadczony gracz w chowanego po cichu przechodzi z jednego pokoju do drugiego, chowając się wszędzie w tym samym czasie, dopóki nie zostanie znaleziony w jednym z pokoi.
T
Efekt tunelu- zdolność pokonywania mikrocząstekpotencjalna bariera. Ilustracją tego efektu może być kolobok toczący się po płaskiej drodze i zbliżający się do wzgórza. W klasycznym świecie bułka nie może pokonać wystarczająco wysokiej góry z biegiem. W rzeczywistości kwantowej w każdym przypadku potrafi pokonać przeszkodę, jakby przedzierał się przez tunel pod górą.
Turing, Alan- wybitny angielski matematyk, twórcapierwszy komputer. Podczas II wojny światowej kierował zespołem naukowców, którzy stworzyli „bombę Turinga” – komputer, który złamał kod niemieckiego systemu kryptograficznego Enigma.
Mieć
Uniwersalny komputer kwantowy- programowalne urządzenie liczące,w oparciu o wykorzystanie algorytmów obliczeń kwantowych. Jego cechą, w odróżnieniu od symulatora kwantowego, jest konieczność stosowania procedury korekcji błędów kwantowych. Prowadzi to do gwałtownego wzrostu liczby kubitów w procesorze komputera i sprawia, że wdrożenie takiego procesora jest niezwykle trudnym zadaniem technicznym.
fa
Foton- najczęstsza cząstka elementarna wWszechświat, kwant promieniowania elektromagnetycznego. Foton podlega oddziaływaniu elektromagnetycznemu, nie ma masy ani ładunku i porusza się w próżni z największą możliwą prędkością – prędkością światła. Fotony można traktować jako balony wypełnione wodą. Fale na powierzchni wody niosą ze sobą informację o częstotliwości, fazie i polaryzacji światła. Informacje te można uzyskać jedynie poprzez perforację kuli, czyli zniszczenie/absorpcję fotonu.
X
Chaos, kwant- dział fizyki zajmujący się badaniem sposobuChaotyczne układy klasyczne można opisać z punktu widzenia mechaniki kwantowej. System uważa się za chaotyczny, jeśli niewielkie odchylenie od jego stanu początkowego prowadzi do radykalnych zmian w jego późniejszej ewolucji.
do
Kolor, kwant.Jest to liczba kwantowa, jedna z cech charakterystycznych kwarków i gluonów, cząstek elementarnych. Kolor kwantowy nie ma nic wspólnego ze zwykłym kolorem, to znaczy z długością fali światła.
H.
Wyczyść stan systemuTo stan, który można opisać faląfunkcjonować. Z reguły czyste stany nie żyją długo: są niszczone w wyniku procesów dekoherencji. Splątane stany kwantowe nie są czyste.
Sh
Schrödinger Erwin- Austriacki naukowiec, jeden z ojców założycielimechanika kwantowa. Zaproponował eksperyment myślowy wykazujący paradoksalną absurdalność zasady superpozycji kwantowej. Żywego kota oraz urządzenie składające się z licznika Geigera z niewielką ilością substancji radioaktywnej w środku, kolby z trucizną i specjalnego mechanizmu umieszczono w zamkniętym pudełku. Prawdopodobieństwo, że jeden z radioaktywnych atomów ulegnie rozpadowi w ciągu godziny, wynosi 50%. Rozpad atomu powinien uruchomić mechanizm, który rozbije kolbę z trucizną. Gdy tylko kolba zostanie rozbita, kot umiera. Dopóki pudełko jest zamknięte, nie wiemy, czy kot żyje, czy nie. Z punktu widzenia mechaniki kwantowej jest on jednocześnie żywy i martwy. Dopiero pomiar (otwarcie pudełka) rzutuje stan kwantowy kota na klasyczną podstawę: kot jest albo żywy, albo martwy.
mi
EmulatorTo program, który pozwala na zabawęwłaściwości systemów do obliczeń kwantowych na klasycznych komputerach. Dzięki emulatorom możemy eksplorować potencjał technologii obliczeń kwantowych: demonstrować algorytmy, wypróbowywać techniki tłumienia błędów i kwantowe kody korekcji błędów.
Exciton -kwazicząstka składająca się z dwóch innychkwazicząstki: dodatnio naładowana dziura i ujemnie naładowany elektron. Ekscyton ma taką samą strukturę poziomu energii jak atom wodoru. W przeciwieństwie do atomów wodoru ekscytony są niestabilne. Ich żywotność z reguły nie przekracza jednej miliardowej sekundy. Znikając, ekscytony przekazują swoją energię kwantom światła - fotonom.
YU
Doświadczenie Junga- Dopuszczony eksperyment Thomasa Youngawykazać interferencję i dyfrakcję światła – zjawiska, które posłużyły jako dowód słuszności falowej teorii światła. Następnie doświadczenie to powtórzono dla przepływu elektronów. Pomiary wykazały, że zarówno światło, jak i materia mogą wykazywać właściwości zarówno fal, jak i cząstek.
ja
Język programowania kwantowego- specjalny język programowania, który dajeumiejętność opisu algorytmów kwantowych do rozwiązywania różnych problemów. Obecnie istnieje kilka języków programowania kwantowego, w tym QPL, QCL, QML typu Haskell, Quipper, Q#, Q, qGCL, cQPL.
Zobacz także:
Naukowcy po raz pierwszy zanurzyli się na najgłębszym zatopionym statku
Powstała pierwsza dokładna mapa świata. Co jest nie tak ze wszystkimi innymi?
Pojawił się system bezprzewodowy, który pomaga sparaliżowanym