UMA
Algoritmona computação quântica - um conjunto de operações que devem ser realizadas para resolver um problema em
Todas as ilustrações do livro de Alexei Kavokin
B
Combate à decoerência- um dos métodos de correção de erros de cálculo produzidos por computadores quânticos. Quanto mais eficaz for a luta, mais confiáveis serão os resultados dos algoritmos quânticos.
Em
Função de onda- uma função que é usada em quantummecânica para descrever o chamado "estado puro do sistema". Ele define a probabilidade de encontrar o sistema em um determinado estado. A medição quântica leva ao colapso da função de onda: as probabilidades de todos os estados, exceto um, desaparecem.
G
Geometria, quântica- um método para descrever objetos cujo tamanho é tão pequeno que conceitos clássicos como trajetória e velocidade não são mais aplicáveis a eles.
D
Decoerência— o processo de violação da coerência (constânciadiferenças de fase de funções de onda - “Alta tecnologia”) de qubits como resultado da interação do sistema com o meio ambiente. Em outras palavras, a decoerência é o surgimento do emaranhamento entre um sistema quântico e seu ambiente. É esta a fonte dos erros durante os cálculos. Para desacelerar, é necessário isolar os qubits e reduzir a influência de fatores externos. Na prática, isso é conseguido, por exemplo, resfriando os qubits a temperaturas ultrabaixas.
E
Capacidade, quantum- uma quantidade que é definida como uma mudança na carga elétrica em relação a uma mudança no potencial eletroquímico. A capacitância quântica também é chamada de capacitância química ou eletroquímica.
F
Líquido, quânticoé um líquido cujas propriedades são determinadasefeitos quânticos. Um exemplo de líquido quântico é o superfluido hélio-II, um líquido com viscosidade zero. O hélio superfluido penetra em capilares arbitrariamente estreitos.
Z
Castelo quântico— configuração do campo magnético, fixaçãoobjeto no espaço tridimensional. O exemplo mais marcante: a levitação de um ímã permanente acima de um supercondutor devido à expulsão do campo magnético pelo supercondutor. O efeito é usado em trens de levitação magnética, como o trem mais rápido do mundo, o MAGLEV, que transporta passageiros do aeroporto de Xangai ao centro da cidade.
E
Íons- partículas eletricamente carregadas formadas como resultado da perda ou ganho de elétrons de um átomo ou molécula. Se a carga for positiva, o íon é chamado de cátion; se for negativo, é chamado de ânion.
Para
Computadores quânticos- dispositivos de computação que usamo fenômeno da superposição quântica de estados para transmissão e processamento de dados. As operações lógicas em computadores quânticos são realizadas por meio de qubits, que assumem um número infinito de valores, ao contrário dos bits de um computador clássico, que assumem apenas dois valores possíveis: “0” e “1”. Um circuito integrado quântico permite operações em todos os estados possíveis do sistema simultaneamente, aumentando significativamente a velocidade das operações. Isso permite que os computadores quânticos resolvam problemas que envolvem a escolha de uma solução entre muitas, com muito mais eficiência do que os computadores clássicos.
Qubit- um análogo quântico de um transistor.Este é o menor elemento para armazenar informações em um computador quântico. Se um transistor armazena um bit clássico de informação, que assume o valor “0” ou “1”, então um qubit armazena um bit quântico de informação, cujo valor pode ser uma combinação linear arbitrária de “0” e “1” .
Quasiparticle— quantum de excitação eletrônica no cristal.As quase-partículas mais conhecidas, elétrons e buracos, carregam carga elétrica em transistores semicondutores. Um elétron-quasipartícula difere de um elétron – uma partícula elementar – em massa: é muito mais leve. A massa efetiva de uma quasipartícula é determinada pelas propriedades do cristal. Quanta de luz, fótons, passando pelo cristal, formam quasipartículas de “luz líquida” - polaritons. Plasmons, fônons, magnons, excitons são quasipartículas que descrevem diferentes tipos de vibrações em um cristal. Uma quasipartícula nunca sai do seu cristal.
eu
Armadilha de paul- um dos tipos de armadilhas eletromagnéticas projetadas para reter, desacelerar e armazenar micropartículas carregadas, em particular íons, por um determinado tempo.
Vista esquemática de uma armadilha de íons. Fonte: mipt.ru
M
Matriz de densidade- uma das principais formas de descrever um estadosistema mecânico quântico. Embora a função de onda seja adequada apenas para descrever estados puros (ver estado puro de um sistema), a matriz de densidade é adequada para trabalhar com estados puros e mistos, incluindo estados emaranhados, que são importantes para comunicações quânticas.
Mecânica quântica- um ramo da física teórica que descrevefenômenos físicos no microcosmo. A mecânica quântica foi criada no início do século 20 em resposta a vários paradoxos que a física clássica não conseguia explicar. Ainda existem debates sobre a interpretação filosófica da mecânica quântica, algumas das quais contradizem a imagem materialista do mundo.
N
Incertezana computação quântica, um princípio queafirma que é impossível saber simultaneamente a posição exata e a velocidade exata de uma partícula. Portanto, se entendermos onde a partícula está num determinado momento, não podemos determinar a sua velocidade. Se conhecermos a velocidade, não poderemos determinar as coordenadas. O princípio da incerteza foi formulado pelo físico alemão Werner Heisenberg.
Oh
Volume, quântico- uma característica especializada queintroduzido pela IBM para medir a "qualidade" dos computadores quânticos. O volume quântico cresce apenas com um aumento simultâneo no número de qubits e uma diminuição no número de erros ao trabalhar com eles. Isso significa que não basta apenas aumentar o número de qubits - mantendo o número de erros, o volume não aumentará.
Óptica quântica- um ramo da óptica que trata do estudofenômenos onde as propriedades quânticas da radiação luminosa se manifestam claramente, incluindo a radiação térmica e o efeito fotoelétrico. A óptica quântica é baseada na ideia da luz como um fluxo de quanta - fótons.
P
Polariton- uma quasipartícula de “luz líquida”.Os polaritons surgem devido à interação de quanta de luz, fótons, com estados excitados do cristal: excitons, fônons, plasmons ou magnons. Polaritons combinam as propriedades da luz com as propriedades das partículas materiais.
Fonte: garyconklinglifenotes.wordpress.com
Superioridade- na computação quântica, é uma habilidadeos computadores quânticos resolvem alguns problemas, em princípio, mais rápido do que qualquer computador clássico. À medida que a complexidade do problema aumenta, o tempo que um computador quântico leva para resolvê-lo torna-se muito mais lento do que para um computador clássico.
R
Radiação- a propagação de energia na forma de radiação.A radiação é freqüentemente entendida como a radiação ionizante que pode destruir células vivas. Recentemente, os físicos descobriram que a radiação encurta o tempo de coerência dos estados quânticos dos qubits supercondutores, o que significa que os computadores quânticos baseados em supercondutores devem ter proteção contra radiação.
Com
Simulador quântico -sistema de computação quântica destinado aresolver um ou mais problemas semelhantes. Os simuladores quânticos são capazes de simular as propriedades e o comportamento de sistemas quânticos reais. Eles operam sem a ajuda de um mecanismo de correção de erros, permitindo a criação de simulações usando menos qubits do que seria necessário para um computador quântico de uso geral.
Sobreposiçãona teoria quântica - uma combinação de propriedades de váriosestados quânticos de uma partícula (ou seja, estados com energias ou velocidades diferentes). Uma partícula existe simultaneamente em dois ou mais estados até que o ato de medição a encontre em um dos estados. Assim, um jogador experiente de esconde-esconde se move silenciosamente de uma sala para outra, escondendo-se em todos os lugares ao mesmo tempo até ser encontrado em uma das salas.
T
Efeito túnel- a capacidade de superar a micropartículabarreira potencial. Uma ilustração desse efeito pode ser um kolobok rolando por uma estrada plana e se aproximando de uma colina. No mundo clássico, um coque não pode superar uma montanha suficientemente alta com uma partida rápida. Na realidade quântica, ele tem a capacidade de superar um obstáculo em qualquer caso, como se rompesse um túnel sob uma montanha.
Turing, Alan- excelente matemático inglês, criadorprimeiro computador. Durante a Segunda Guerra Mundial, ele liderou uma equipe de cientistas que criou a “Bomba Turing”, um computador que decifrou o código do sistema criptográfico alemão Enigma.
Tem
Computador quântico universal- dispositivo de computação programável,baseado no uso de algoritmos de computação quântica. Sua característica, diferentemente de um simulador quântico, é a necessidade de utilizar um procedimento quântico de correção de erros. Isso leva a um aumento acentuado no número de qubits em um processador de computador e torna a implementação de tal processador uma tarefa técnica extremamente difícil.
F
Fóton- a partícula elementar mais comum emUniverso, quantum de radiação eletromagnética. O fóton resiste à interação eletromagnética, não tem massa nem carga e se move no vácuo na velocidade mais alta possível – a velocidade da luz. Os fótons podem ser considerados balões cheios de água. As ondas na superfície da água carregam informações sobre a frequência, fase e polarização da luz. Esta informação só pode ser obtida perfurando a bola, ou seja, destruindo/absorvendo um fóton.
NS
Caos, quantum- um ramo da física que estuda comosistemas clássicos caóticos podem ser descritos do ponto de vista da mecânica quântica. Um sistema é considerado caótico se um pequeno desvio no seu estado inicial leva a mudanças radicais na sua evolução subsequente.
C
Cor, quântico.Este é um número quântico, uma das características dos quarks e glúons, partículas elementares. A cor quântica não tem nada a ver com a cor comum, isto é, com o comprimento de onda da luz.
H
Limpar estado do sistema- um estado que pode ser descrito por uma ondafunção. Via de regra, os estados puros não vivem muito: são destruídos devido aos processos de decoerência. Os estados quânticos emaranhados não são puros.
NS
Schrödinger, Erwin- Cientista austríaco, um dos fundadoresmecânica quântica. Ele propôs um experimento mental demonstrando o absurdo paradoxal do princípio da superposição quântica. Em uma caixa fechada são colocados um gato vivo e um aparelho composto por um contador Geiger com uma pequena quantidade de substância radioativa em seu interior, um frasco com veneno e um mecanismo especial. A probabilidade de um dos átomos radioativos decair dentro de uma hora é de 50%. A desintegração de um átomo deveria acionar um mecanismo que quebra o frasco com veneno. Assim que o frasco se quebra, o gato morre. Enquanto a caixa estiver fechada, não sabemos se o gato está vivo ou morto. Do ponto de vista da mecânica quântica, ele está vivo e morto. Somente a medição (abrir a caixa) projeta o estado quântico do gato na base clássica: o gato está vivo ou morto.
NS
EmuladorÉ um programa que permite que você joguepropriedades de sistemas para computação quântica em computadores clássicos. Graças aos emuladores, podemos explorar o potencial da tecnologia de computação quântica: demonstrar algoritmos, tentar técnicas de supressão de erros e códigos de correção de erros quânticos
Exciton -quasipartícula composta por outras duasquasipartículas: um buraco com carga positiva e um elétron com carga negativa. Um exciton tem a mesma estrutura de nível de energia que um átomo de hidrogênio. Ao contrário dos átomos de hidrogênio, os excitons são instáveis. Sua vida útil, via de regra, não ultrapassa um bilionésimo de segundo. Desaparecendo, os excitons transferem sua energia para quanta de luz - fótons.
NS
A experiência de Jung- O experimento de Thomas Young permitiudemonstrar a interferência e difração da luz - fenômenos que serviram como prova da validade da teoria ondulatória da luz. Posteriormente, este experimento foi repetido para um fluxo de elétrons. As medições mostraram que tanto a luz quanto a matéria podem exibir as propriedades de ondas e partículas.
EU SOU
Linguagem de programação quântica- uma linguagem de programação especial que fornecea capacidade de descrever algoritmos quânticos para resolver vários problemas. Existem atualmente várias linguagens de programação quântica, incluindo QPL, QCL, QML semelhante a Haskell, Quipper, Q#, Q, qGCL, cQPL.
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