MEN
Algoritmi quantum computing - en uppsättning operationer som måste utföras för att lösa ett problem på
Alla illustrationer från boken av Alexei Kavokin
B
Bekämpa dekoherens- en av metoderna för att korrigera beräkningsfel som produceras av kvantdatorer. Ju effektivare kampen är, desto mer tillförlitliga blir resultaten av kvantalgoritmerna.
den
Vågfunktion- en funktion som används i kvantmekanik för att beskriva det så kallade "rena tillståndet i systemet". Det anger sannolikheten för att hitta systemet i ett visst tillstånd. Kvantmätningen leder till att vågfunktionen kollapsar: sannolikheten för alla tillstånd, utom en, försvinner.
G
Geometri, kvant- en metod för att beskriva föremål vars storlek är så liten att sådana klassiska begrepp som bana och hastighet inte längre är tillämpliga på dem.
D
Dekoherens— Processen för kränkning av koherens (konstansfasskillnader för vågfunktioner - "High-tech") av qubits som ett resultat av systemets interaktion med miljön. Med andra ord, dekoherens är uppkomsten av intrassling mellan ett kvantsystem och dess miljö. Det är detta som är källan till fel vid beräkningar. För att sakta ner är det nödvändigt att isolera qubits och minska påverkan av externa faktorer. I praktiken realiseras detta till exempel genom att kyla qubits till ultralåga temperaturer.
E
Kapacitet, kvant- en storhet som definieras som en förändring i elektrisk laddning i förhållande till en förändring i elektrokemisk potential. Kvantkapacitans kallas också kemisk eller elektrokemisk kapacitans.
F
Flytande, kvantär en vätska vars egenskaper bestämskvanteffekter. Ett exempel på en kvantvätska är superfluid helium-II, en vätska med noll viskositet. Superfluid helium tränger in i godtyckligt smala kapillärer.
Z
Slott, kvant— konfiguration av magnetfältet, fixeringobjekt i tredimensionellt utrymme. Det mest slående exemplet: levitation av en permanentmagnet ovanför en supraledare på grund av att supraledaren trycker ut magnetfältet. Effekten används i magnetiska levitationståg, såsom världens snabbaste tåg, MAGLEV, som transporterar passagerare från Shanghais flygplats till stadens centrum.
OCH
Joner- elektriskt laddade partiklar som bildas som ett resultat av förlust eller vinst av elektroner från en atom eller molekyl. Om laddningen är positiv kallas jonen en katjon, om den är negativ kallas den anjon.
K
Kvantdatorer- datorenheter som använderfenomenet kvantöverlagring av tillstånd för dataöverföring och bearbetning. Logiska operationer i kvantdatorer utförs med hjälp av qubits, som antar ett oändligt antal värden, i motsats till bitarna i en klassisk dator, som endast antar två möjliga värden: "0" och "1". En kvantintegrerad krets tillåter operationer på alla möjliga tillstånd i systemet samtidigt, vilket avsevärt ökar operationshastigheten. Detta gör att kvantdatorer kan lösa problem som involverar att välja en lösning bland många, mycket mer effektivt än klassiska datorer.
Qubit- en kvantanalog av en transistor.Detta är det minsta elementet för att lagra information i en kvantdator. Om en transistor lagrar en klassisk informationsbit, som tar värdet "0" eller "1", så lagrar en qubit en kvantbit av information, vars värde kan vara en godtycklig linjär kombination av "0" och "1" .
Quasiparticle— kvant av elektronisk excitation i kristallen.De mest kända kvasipartiklarna, elektroner och hål, bär elektrisk laddning i halvledartransistorer. En elektron-kvasipartikel skiljer sig från en elektron - en elementarpartikel - i massa: den är mycket lättare. Den effektiva massan av en kvasipartikel bestäms av kristallens egenskaper. Ljuskvanter, fotoner, som passerar genom kristallen, bildar kvasipartiklar av "flytande ljus" - polaritoner. Plasmoner, fononer, magnoner, excitoner är kvasipartiklar som beskriver olika typer av vibrationer i en kristall. En kvasipartikel lämnar aldrig sin kristall.
L
Pauls fälla- en av de typer av elektromagnetiska fällor som är utformade för att hålla kvar, bromsa och lagra laddade mikropartiklar, särskilt joner, under en viss tid.
Schematisk vy av en jonfälla. Källa: mipt.ru
M
Densitetsmatris- ett av de viktigaste sätten att beskriva en statkvantmekaniskt system. Medan vågfunktionen endast är lämplig för att beskriva rena tillstånd (se rent tillstånd för ett system), så är densitetsmatrisen lämplig för att arbeta med både rena och blandade tillstånd, inklusive intrasslade tillstånd, som är viktiga för kvantkommunikation.
Mekanik, kvant- en gren av teoretisk fysik som beskriverfysiska fenomen i mikrokosmos. Kvantmekaniken skapades i början av 1900-talet som svar på flera paradoxer som den klassiska fysiken inte kunde förklara. Det finns fortfarande debatter om den filosofiska tolkningen av kvantmekaniken, vars vissa bestämmelser motsäger den materialistiska bilden av världen.
H
Osäkerheti quantum computing, en princip somanger att det är omöjligt att samtidigt veta både den exakta positionen och den exakta hastigheten för en partikel. Så om vi förstår var partikeln är vid ett givet ögonblick kan vi inte bestämma dess hastighet. Om vi vet hastigheten kan vi inte bestämma koordinaterna. Osäkerhetsprincipen formulerades av den tyske fysikern Werner Heisenberg.
Oh
Volym, kvantumÄr en specialiserad egenskap sominfördes av IBM för att mäta kvantdatorernas "kvalitet". Kvantvolymen växer bara med en samtidig ökning av antalet qubits och en minskning av antalet fel när man arbetar med dem. Det betyder att det inte räcker att bara öka antalet qubits - samtidigt som antalet fel bibehålls kommer volymen inte att öka.
Optik, kvant- en gren inom optiken som sysslar med studienfenomen där ljusstrålningens kvantegenskaper tydligt manifesteras, inklusive termisk strålning och den fotoelektriska effekten. Kvantoptik är baserad på idén om ljus som ett flöde av kvanta - fotoner.
P
Polariton- en kvasipartikel av "flytande ljus".Polaritoner uppstår på grund av interaktionen mellan ljuskvanta, fotoner, med exciterade tillstånd i kristallen: excitoner, fononer, plasmoner eller magnoner. Polaritoner kombinerar ljusets egenskaper med materialpartiklarnas egenskaper.
Källa: garyconklinglifenotes.wordpress.com
Överlägsenhet- i kvantberäkning är det en förmågakvantdatorer löser i princip vissa problem snabbare än någon klassisk dator. När problemets komplexitet ökar växer tiden det tar för en kvantdator att lösa det mycket långsammare än den tid det tar att lösa det för en klassisk dator.
R
Strålning- spridning av energi i form av strålning.Ofta avser strålning joniserande strålning som kan förstöra levande celler. Nyligen har fysiker upptäckt att strålning förkortar koherenstiden för kvanttillstånd hos supraledande qubits, vilket innebär att kvantdatorer baserade på supraledare måste ha strålningsskydd.
C
Simulator, kvant -kvantberäkningssystem som syftar tilllösa ett eller flera liknande problem. Kvantsimulatorer kan simulera egenskaperna och beteendet hos riktiga kvantsystem. De fungerar utan hjälp av en felkorrigeringsmekanism, vilket gör att simuleringar kan skapas med färre qubits än vad som skulle behövas för en generell kvantdator.
Superpositioni kvantteori - en kombination av olika egenskaperkvanttillstånd för en partikel (det vill säga tillstånd med olika energier eller hastigheter). En partikel existerar samtidigt i två eller flera tillstånd tills mätningen finner den i ett av tillstånden. Så en erfaren göm-och-sökspelare rör sig tyst från ett rum till ett annat och gömmer sig överallt samtidigt tills han finns i ett av rummen.
T
Tunneleffekt- förmågan att övervinna mikropartikelnpotentiell barriär. En illustration av denna effekt kan vara en kolobok som rullar längs en plan väg och närmar sig en kulle. I den klassiska världen kan en bulle inte övervinna ett tillräckligt högt berg med en löpande start. I kvantens verklighet har han i alla fall förmågan att övervinna ett hinder, som om han bryter igenom en tunnel under ett berg.
Turing, Alan- enastående engelsk matematiker, skapareförsta datorn. Under andra världskriget ledde han ett team av forskare som skapade "Turing Bomb", en dator som bröt koden för det tyska Enigma kryptografiska systemet.
i
Universell kvantdator- programmerbar datorenhet,baserat på användningen av kvantberäkningsalgoritmer. Dess funktion, till skillnad från en kvantsimulator, är behovet av att använda en kvantfelskorrigeringsprocedur. Detta leder till en kraftig ökning av antalet qubits i en datorprocessor och gör implementeringen av en sådan processor till en extremt svår teknisk uppgift.
F
Foton- den vanligaste elementarpartikeln iUniversum, kvantum av elektromagnetisk strålning. Fotonen uthärdar elektromagnetisk interaktion, har ingen massa eller laddning och rör sig i ett vakuum med högsta möjliga hastighet - ljusets hastighet. Fotoner kan ses som ballonger fyllda med vatten. Vågor på vattenytan bär information om ljusets frekvens, fas och polarisation. Denna information kan endast erhållas genom att perforera kulan, det vill säga genom att förstöra/absorbera en foton.
X
Kaos, kvant- en gren av fysiken som studerar hurkaotiska klassiska system kan beskrivas ur kvantmekanikens synvinkel. Ett system anses vara kaotiskt om en liten avvikelse i dess initiala tillstånd leder till radikala förändringar i dess efterföljande utveckling.
C
Färg, kvantum.Detta är ett kvantnummer, en av egenskaperna hos kvarkar och gluoner, elementära partiklar. Kvantfärg har inget att göra med vanlig färg, det vill säga med ljusets våglängd.
H
Rent systemtillstånd- ett tillstånd som kan beskrivas av en vågfungera. Som regel lever rena stater inte länge: de förstörs på grund av processerna av dekoherens. Intrassade kvanttillstånd är inte rena.
Sh
Schrödinger, Erwin- Österrikisk vetenskapsman, en av grundarnakvantmekanik. Han föreslog ett tankeexperiment som visar den paradoxala absurditeten i principen om kvantöverlagring. En levande katt och en anordning som består av en geigerräknare med en liten mängd radioaktivt ämne inuti, en kolv med gift och en speciell mekanism placeras i en stängd låda. Sannolikheten att en av de radioaktiva atomerna sönderfaller inom en timme är 50 %. Upplösningen av en atom bör utlösa en mekanism som bryter sönder kolven med gift. Så fort kolven är trasig dör katten. Så länge boxen är stängd vet vi inte om katten är vid liv eller död. Ur kvantmekanikens synvinkel är han både levande och död. Endast mätning (öppning av lådan) projicerar kattens kvanttillstånd på den klassiska grunden: katten är antingen levande eller död.
E
EmulatorÄr ett program som låter dig spelaegenskaper för system för kvantberäkning på klassiska datorer. Tack vare emulatorer kan vi utforska potentialen för kvantberäkningsteknik: visa algoritmer, prova felundertryckningstekniker och kvantfelskorrigeringskoder.
Exciton -kvasipartikel bestående av två andrakvasipartiklar: ett positivt laddat hål och en negativt laddad elektron. En exciton har samma energinivåstruktur som en väteatom. Till skillnad från väteatomer är excitoner instabila. Deras livslängd överstiger som regel inte en miljarddels sekund. Excitoner försvinner och överför sin energi till ljuskvanta - fotoner.
YU
Jungs erfarenhet– Thomas Youngs experiment tillåtsdemonstrera interferens och diffraktion av ljus - fenomen som fungerade som bevis på giltigheten av vågteorin om ljus. Därefter upprepades detta experiment för ett flöde av elektroner. Mätningarna visade att både ljus och materia kan uppvisa egenskaperna hos både vågor och partiklar.
Jag
Kvantprogrammeringsspråk- ett speciellt programmeringsspråk som gerförmågan att beskriva kvantalgoritmer för att lösa olika problem. Det finns för närvarande flera kvantprogrammeringsspråk, inklusive QPL, QCL, Haskell-liknande QML, Quipper, Q#, Q, qGCL, cQPL.
Se även:
Forskare kastade sig för första gången till det djupaste sjunkna fartyget
Den första exakta världskartan skapades. Vad är fel med alla andra?
Ett trådlöst system har dykt upp som hjälper förlamad