ALE
Algoritmusv kvantovej výpočtovej technike - súbor operácií, ktoré je potrebné vykonať na vyriešenie problému
Všetky ilustrácie z knihy Alexeja Kavokina
B
Boj proti dekoherencii- jedna z metód na opravu chýb vo výpočtoch vytvorených kvantovými počítačmi. Čím efektívnejší je boj, tým spoľahlivejšie budú výsledky kvantových algoritmov.
AT
Vlnová funkcia- funkcia, ktorá sa používa kvantovomechaniky na opis takzvaného „čistého stavu systému“. Nastavuje pravdepodobnosť nájdenia systému v konkrétnom stave. Kvantové meranie vedie k zrúteniu vlnovej funkcie: pravdepodobnosti všetkých stavov, okrem jedného, miznú.
G
Geometria, kvantová- spôsob opisu predmetov, ktorých veľkosť je taká malá, že také klasické pojmy ako dráha a rýchlosť už na ne neplatia.
D
Dekoherencia— proces porušovania koherencie (stálostifázové rozdiely vlnových funkcií - „High-tech“) qubitov v dôsledku interakcie systému s prostredím. Inými slovami, dekoherencia je vznik zapletenia medzi kvantovým systémom a jeho prostredím. Práve to je zdrojom chýb pri výpočtoch. Na jej spomalenie je potrebné izolovať qubity a znížiť vplyv vonkajších faktorov. V praxi sa to realizuje napríklad ochladzovaním qubitov na ultranízke teploty.
E
Kapacita, kvantová- veličina, ktorá je definovaná ako zmena elektrického náboja vzhľadom na zmenu elektrochemického potenciálu. Kvantová kapacita sa tiež nazýva chemická alebo elektrochemická kapacita.
F
Kvapalné, kvantovéje kvapalina, ktorej vlastnosti sú určenékvantové efekty. Príkladom kvantovej kvapaliny je supratekuté hélium-II, kvapalina s nulovou viskozitou. Supratekuté hélium preniká do ľubovoľne úzkych kapilár.
Z
Castle, quantum— konfigurácia magnetického poľa, fixáciaobjekt v trojrozmernom priestore. Najvýraznejší príklad: levitácia permanentného magnetu nad supravodičom v dôsledku vytlačenia magnetického poľa supravodičom. Efekt sa využíva vo vlakoch s magnetickou levitáciou, ako je napríklad najrýchlejší vlak na svete MAGLEV, ktorý prepravuje cestujúcich z letiska v Šanghaji do centra mesta.
A
Ióny- elektricky nabité častice vznikajúce v dôsledku straty alebo zisku elektrónov z atómu alebo molekuly. Ak je náboj kladný, ión sa nazýva katión, ak je záporný, nazýva sa anión.
K
Kvantové počítače- výpočtové zariadenia, ktoré využívajúfenomén kvantovej superpozície stavov na prenos a spracovanie údajov. Logické operácie v kvantových počítačoch sa vykonávajú pomocou qubitov, ktoré nadobúdajú nekonečné množstvo hodnôt, na rozdiel od bitov klasického počítača, ktoré nadobúdajú iba dve možné hodnoty: „0“ a „1“. Kvantový integrovaný obvod umožňuje operácie na všetkých možných stavoch systému súčasne, čím sa výrazne zvyšuje rýchlosť operácií. To umožňuje kvantovým počítačom riešiť problémy zahŕňajúce výber jedného riešenia z mnohých oveľa efektívnejšie ako klasické počítače.
Qubit- kvantový analóg tranzistora.Ide o najmenší prvok na ukladanie informácií v kvantovom počítači. Ak tranzistor ukladá klasický bit informácie, ktorý má hodnotu „0“ alebo „1“, potom qubit ukladá kvantový bit informácie, ktorého hodnota môže byť ľubovoľná lineárna kombinácia „0“ a „1“ .
Quasiparticle— kvantum elektronickej excitácie v kryštáli.Najznámejšie kvázičastice, elektróny a diery, nesú elektrický náboj v polovodičových tranzistoroch. Elektrón-kvázičastica sa od elektrónu – elementárnej častice – líši hmotnosťou: je oveľa ľahšia. Efektívna hmotnosť kvázičastice je určená vlastnosťami kryštálu. Svetelné kvantá, fotóny, prechádzajúce cez kryštál, tvoria kvázičastice „kvapalného svetla“ - polaritóny. Plazmóny, fonóny, magnóny, excitóny sú kvázičastice, ktoré opisujú rôzne druhy vibrácií v kryštáli. Kvázičastica nikdy neopustí svoj kryštál.
L
Pavlova pasca- jeden z typov elektromagnetických lapačov určených na zadržanie, spomalenie a uloženie nabitých mikročastíc, najmä iónov, na určitý čas.
Schematický pohľad na iónovú pascu. Zdroj: mipt.ru
M
Hustotná matica- jeden z hlavných spôsobov opisu stavukvantový mechanický systém. Zatiaľ čo vlnová funkcia je vhodná len na popis čistých stavov (pozri čistý stav systému), matica hustoty je vhodná na prácu s čistými aj zmiešanými stavmi, vrátane zapletených stavov, ktoré sú dôležité pre kvantovú komunikáciu.
Mechanika, kvantová- odvetvie teoretickej fyziky, ktoré opisujefyzikálnych javov v mikrokozme. Kvantová mechanika vznikla na začiatku 20. storočia ako odpoveď na niekoľko paradoxov, ktoré klasická fyzika nevedela vysvetliť. Stále sa vedú debaty o filozofickom výklade kvantovej mechaniky, ktorej niektoré ustanovenia sú v rozpore s materialistickým obrazom sveta.
H
Neistotav kvantových výpočtoch princíp, ktorýuvádza, že nie je možné súčasne poznať presnú polohu a presnú rýchlosť častice. Ak teda pochopíme, kde sa častica v danom momente nachádza, nedokážeme určiť jej rýchlosť. Ak poznáme rýchlosť, tak nevieme určiť súradnice. Princíp neurčitosti sformuloval nemecký fyzik Werner Heisenberg.
ach
Objem, kvantumJe to špecializovaná charakteristikazavedená spoločnosťou IBM na meranie „kvality“ kvantových počítačov. Kvantový objem rastie iba so súčasným nárastom počtu qubits a poklesom počtu chýb pri práci na nich. To znamená, že nestačí len zvýšiť počet qubits - pri zachovaní počtu chýb objem nebude rásť.
Optika, kvantová- odbor optiky, ktorý sa zaoberá štúdiomjavy, kde sa zreteľne prejavujú kvantové vlastnosti svetelného žiarenia, vrátane tepelného žiarenia a fotoelektrického javu. Kvantová optika je založená na myšlienke svetla ako toku kvánt - fotónov.
P
Polariton- kvázičastica „kvapalného svetla“.Polaritóny vznikajú v dôsledku interakcie svetelných kvánt, fotónov, s excitovanými stavmi kryštálu: excitóny, fonóny, plazmóny alebo magnóny. Polaritóny spájajú vlastnosti svetla s vlastnosťami častíc materiálu.
Zdroj: garyconklinglifenotes.wordpress.com
Nadradenosť- v kvantovom výpočte je to schopnosťkvantové počítače riešia niektoré problémy v zásade rýchlejšie ako ktorýkoľvek klasický počítač. Ako sa zložitosť problému zvyšuje, čas potrebný na vyriešenie kvantového počítača rastie oveľa pomalšie ako čas potrebný na jeho vyriešenie pre klasický počítač.
R.
Žiarenie- šírenie energie vo forme žiarenia.Žiarením sa často rozumie ionizujúce žiarenie, ktoré môže zničiť živé bunky. Fyzici nedávno zistili, že žiarenie skracuje čas súdržnosti kvantových stavov supravodivých qubitov, čo znamená, že kvantové počítače založené na supravodičoch musia mať štít proti žiareniu.
C
Simulátor, kvantový -kvantový výpočtový systém zameraný nariešenie jedného alebo viacerých podobných problémov. Kvantové simulátory sú schopné simulovať vlastnosti a správanie skutočných kvantových systémov. Fungujú bez pomoci mechanizmu na opravu chýb, čo umožňuje vytvárať simulácie s použitím menšieho počtu qubitov, ako by bolo potrebné pre univerzálny kvantový počítač.
Superpozíciav kvantovej teórii - kombinácia vlastností rôznychkvantové stavy častice (to znamená stavy s rôznymi energiami alebo rýchlosťami). Častica existuje súčasne v dvoch alebo viacerých stavoch, kým ju merací akt nenájde v jednom zo stavov. Skúsený hráč na schovávačku sa teda potichu presúva z jednej miestnosti do druhej a všade sa súčasne skrýva, kým ho nenájdu v jednej z miestností.
T
Tunelový efekt- schopnosť prekonať mikročasticepotenciálna bariéra. Ilustráciou tohto efektu môže byť kolobok valiaci sa po rovnej ceste a približujúci sa k kopcu. V klasickom svete nemôže drdol bežiacim štartom prekonať dostatočne vysokú horu. V kvantovej realite má schopnosť v každom prípade prekonať prekážku, ako keby prerazil tunel pod horou.
Turing, Alan- vynikajúci anglický matematik, tvorcaprvý počítač. Počas druhej svetovej vojny viedol tím vedcov, ktorí vytvorili „Turingovu bombu“, počítač, ktorý prelomil kód nemeckého kryptografického systému Enigma.
v
Univerzálny kvantový počítač- programovateľné výpočtové zariadenie,založené na použití kvantových výpočtových algoritmov. Jeho vlastnosťou, na rozdiel od kvantového simulátora, je potreba použiť procedúru kvantovej korekcie chýb. To vedie k prudkému nárastu počtu qubitov v počítačovom procesore a robí implementáciu takéhoto procesora mimoriadne náročnou technickou úlohou.
F
Fotón- najbežnejšia elementárna častica vVesmír, kvantum elektromagnetického žiarenia. Fotón odoláva elektromagnetickej interakcii, nemá hmotnosť ani náboj a vo vákuu sa pohybuje najvyššou možnou rýchlosťou – rýchlosťou svetla. Fotóny si možno predstaviť ako balóny naplnené vodou. Vlny na hladine vody nesú informácie o frekvencii, fáze a polarizácii svetla. Túto informáciu je možné získať iba perforáciou gule, teda zničením/absorbovaním fotónu.
NS
Chaos, kvantový- odvetvie fyziky, ktoré študuje akochaotické klasické systémy možno opísať z pohľadu kvantovej mechaniky. Systém sa považuje za chaotický, ak malá odchýlka v jeho počiatočnom stave vedie k radikálnym zmenám v jeho ďalšom vývoji.
C.
Farba, kvantá.Toto je kvantové číslo, jedna z charakteristík kvarkov a gluónov, elementárnych častíc. Kvantová farba nemá nič spoločné s bežnou farbou, to znamená s vlnovou dĺžkou svetla.
H
Čistý stav systému- stav, ktorý je možné opísať vlnoufunkciu. Čisté štáty spravidla nežijú dlho: sú zničené v dôsledku procesov dekoherencie. Zapletané kvantové stavy nie sú čisté.
NS
Schrödinger, Erwin- rakúsky vedec, jeden z otcov zakladateľovkvantová mechanika. Navrhol myšlienkový experiment demonštrujúci paradoxnú absurdnosť princípu kvantovej superpozície. Živá mačka a zariadenie pozostávajúce z Geigerovho počítača s malým množstvom rádioaktívnej látky vo vnútri, banky s jedom a špeciálneho mechanizmu sú umiestnené v uzavretej krabici. Pravdepodobnosť, že sa jeden z rádioaktívnych atómov rozpadne do hodiny, je 50%. Rozpad atómu by mal spustiť mechanizmus, ktorý rozbije banku s jedom. Akonáhle je banka rozbitá, mačka zomrie. Pokiaľ je box zatvorený, nevieme, či je mačka živá alebo mŕtva. Z pohľadu kvantovej mechaniky je živý aj mŕtvy. Iba meranie (otvorenie krabice) premieta kvantový stav mačky na klasický základ: mačka je buď živá alebo mŕtva.
NS
EmulátorJe to program, ktorý vám umožňuje hraťvlastnosti systémov pre kvantové počítače na klasických počítačoch. Vďaka emulátorom môžeme preskúmať potenciál kvantovej výpočtovej technológie: predviesť algoritmy, vyskúšať techniky potláčania chýb a kvantové kódy na opravu chýb.
Vzrušenie -kvázičastica pozostávajúca z dvoch ďalšíchkvázičastice: kladne nabitá diera a záporne nabitý elektrón. Excitón má rovnakú štruktúru energetickej úrovne ako atóm vodíka. Na rozdiel od atómov vodíka sú excitóny nestabilné. Ich životnosť spravidla nepresahuje jednu miliardtinu sekundy. Excitóny miznú, odovzdávajú svoju energiu svetelným kvantám – fotónom.
NS
Jungova skúsenosť- Experiment Thomasa Younga povolenýdemonštrovať interferenciu a difrakciu svetla – javy, ktoré slúžili ako dôkaz platnosti vlnovej teórie svetla. Následne sa tento experiment opakoval pre tok elektrónov. Merania ukázali, že svetlo aj hmota môžu vykazovať vlastnosti vĺn aj častíc.
SOM
Kvantový programovací jazyk- špeciálny programovací jazyk, ktorý dávaschopnosť popísať kvantové algoritmy na riešenie rôznych problémov. V súčasnosti existuje niekoľko kvantových programovacích jazykov, vrátane QPL, QCL, Haskell-like QML, Quipper, Q#, Q, qGCL, cQPL.
Pozri tiež:
Vedci sa po prvý raz ponorili do najhlbšej potopenej lode
Bola vytvorená prvá presná mapa sveta. Čo je zlé na všetkých ostatných?
Objavil sa bezdrôtový systém, ktorý pomáha paralyzovať