แต่
อัลกอริทึมในการคำนวณควอนตัม - ชุดของการดำเนินการที่ต้องดำเนินการเพื่อแก้ไขปัญหา
ภาพประกอบทั้งหมดจากหนังสือโดย Alexei Kavokin
บี
ต่อสู้กับความหลอกลวง- หนึ่งในวิธีการแก้ไขข้อผิดพลาดในการคำนวณที่เกิดจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม ยิ่งการต่อสู้มีประสิทธิผลมากเท่าใด ผลลัพธ์ของอัลกอริธึมควอนตัมก็จะยิ่งน่าเชื่อถือมากขึ้นเท่านั้น
ที่
ฟังก์ชั่นคลื่น- ฟังก์ชันที่ใช้ในควอนตัมกลศาสตร์เพื่ออธิบายสิ่งที่เรียกว่า "สภาวะบริสุทธิ์ของระบบ" ตั้งค่าความน่าจะเป็นของการค้นหาระบบในสถานะหนึ่ง ๆ การวัดควอนตัมนำไปสู่การล่มสลายของฟังก์ชันคลื่น: ความน่าจะเป็นของทุกสถานะยกเว้นสถานะเดียวจะหายไป
ช
เรขาคณิตควอนตัม- วิธีการอธิบายวัตถุที่มีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถใช้แนวคิดคลาสสิกเช่นวิถีและความเร็วได้อีกต่อไป
ดี
Decoherence— กระบวนการละเมิดการเชื่อมโยงกัน (ความมั่นคงความแตกต่างของเฟสของฟังก์ชันคลื่น - "เทคโนโลยีขั้นสูง") ของ qubit อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของระบบกับสภาพแวดล้อม กล่าวอีกนัยหนึ่ง decoherence คือการเกิดขึ้นของการพัวพันระหว่างระบบควอนตัมและสภาพแวดล้อมของมัน นี่คือที่มาของข้อผิดพลาดระหว่างการคำนวณ หากต้องการชะลอตัวลง จำเป็นต้องแยกคิวบิตและลดอิทธิพลของปัจจัยภายนอก ในทางปฏิบัติ สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ เช่น โดยการทำให้คิวบิตเย็นลงให้มีอุณหภูมิต่ำมาก
จ
ความจุควอนตัม- ปริมาณที่กำหนดว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงของประจุไฟฟ้าสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าเคมี ความจุควอนตัมเรียกอีกอย่างว่าความจุทางเคมีหรือเคมีไฟฟ้า
ฉ
ของเหลวควอนตัมเป็นของเหลวที่มีคุณสมบัติตามที่กำหนดผลกระทบควอนตัม ตัวอย่างของของเหลวควอนตัมคือ superfluid helium-II ซึ่งเป็นของเหลวที่มีความหนืดเป็นศูนย์ ฮีเลียมซุปเปอร์ฟลูอิดแทรกซึมเข้าไปในเส้นเลือดฝอยที่แคบโดยพลการ
Z
ปราสาทควอนตัม— โครงแบบของสนามแม่เหล็ก การยึดติดวัตถุในอวกาศสามมิติ ตัวอย่างที่เด่นชัดที่สุด: การลอยของแม่เหล็กถาวรเหนือตัวนำยิ่งยวดเนื่องจากการผลักออกจากสนามแม่เหล็กโดยตัวนำยิ่งยวด เอฟเฟกต์นี้ใช้ในรถไฟลอยตัวแบบแม่เหล็ก เช่น รถไฟที่เร็วที่สุดในโลก MAGLEV ซึ่งให้บริการผู้โดยสารจากสนามบินเซี่ยงไฮ้ไปยังใจกลางเมือง
และ
ไอออน- อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอนจากอะตอมหรือโมเลกุล ถ้าประจุเป็นบวก ไอออนจะเรียกว่าไอออนบวก ถ้าเป็นลบจะเรียกว่าไอออน
K
คอมพิวเตอร์ควอนตัม- อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ใช้งานปรากฏการณ์ของการซ้อนทับควอนตัมของรัฐสำหรับการส่งและประมวลผลข้อมูล การดำเนินการทางตรรกะในคอมพิวเตอร์ควอนตัมดำเนินการโดยใช้คิวบิต ซึ่งรับค่าจำนวนอนันต์ ตรงกันข้ามกับบิตของคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกซึ่งรับค่าที่เป็นไปได้เพียงสองค่าเท่านั้น ได้แก่ “0” และ “1” วงจรรวมควอนตัมช่วยให้สามารถดำเนินการกับสถานะที่เป็นไปได้ทั้งหมดของระบบได้พร้อมๆ กัน ซึ่งช่วยเพิ่มความเร็วในการดำเนินการได้อย่างมาก ซึ่งช่วยให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเลือกโซลูชันเดียวจากหลายๆ เครื่อง ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกมาก
คิวบิท- อะนาล็อกควอนตัมของทรานซิสเตอร์นี่เป็นองค์ประกอบที่เล็กที่สุดสำหรับการจัดเก็บข้อมูลในคอมพิวเตอร์ควอนตัม หากทรานซิสเตอร์เก็บข้อมูลบิตแบบคลาสสิก ซึ่งรับค่า "0" หรือ "1" คิวบิตจะจัดเก็บข้อมูลบิตควอนตัม ซึ่งค่าดังกล่าวอาจเป็นผลรวมเชิงเส้นของ "0" และ "1" ได้ตามต้องการ .
Quasiparticle— ควอนตัมของการกระตุ้นทางอิเล็กทรอนิกส์ในคริสตัลQuasiparticles อิเล็กตรอนและรูที่รู้จักกันดีที่สุด มีประจุไฟฟ้าในทรานซิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ อิเล็กตรอน-ควาซิพติเคิลแตกต่างจากอิเล็กตรอนซึ่งเป็นอนุภาคมูลฐานซึ่งมีมวล: มันเบากว่ามาก มวลที่มีประสิทธิผลของอนุภาคควอซิไอพีจะถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของผลึก ควอนตัมแสง, โฟตอนที่ผ่านคริสตัล, ก่อตัวเป็น quasiparticles ของ "แสงของเหลว" - โพลาริตอน พลาสมอน โฟนอน แมกนอน และเอ็กไซตอนเป็นอนุภาคควอซิตอนที่อธิบายการสั่นสะเทือนประเภทต่างๆ ในคริสตัล Quasiparticle ไม่เคยหลุดออกจากผลึก
ล
กับดักของพอล- กับดักแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อรักษา ลดความเร็ว และกักเก็บอนุภาคขนาดเล็กที่มีประจุ โดยเฉพาะไอออน ในช่วงเวลาหนึ่ง
มุมมองแผนผังของกับดักไอออน ที่มา: mipt.ru
ม
เมทริกซ์ความหนาแน่น- หนึ่งในวิธีหลักในการอธิบายสถานะระบบกลไกควอนตัม แม้ว่าฟังก์ชันคลื่นจะเหมาะสำหรับการอธิบายสถานะบริสุทธิ์เท่านั้น (ดูสถานะบริสุทธิ์ของระบบ) จากนั้นเมทริกซ์ความหนาแน่นก็เหมาะสำหรับการทำงานกับทั้งสถานะบริสุทธิ์และสถานะผสม รวมถึงสถานะที่พัวพันซึ่งมีความสำคัญต่อการสื่อสารควอนตัม
กลศาสตร์ควอนตัม- สาขาวิชาฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่อธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพในพิภพเล็ก ๆ กลศาสตร์ควอนตัมถูกสร้างขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เพื่อตอบสนองต่อความขัดแย้งหลายประการที่ฟิสิกส์คลาสสิกไม่สามารถอธิบายได้ ยังคงมีการถกเถียงกันเกี่ยวกับการตีความทางปรัชญาของกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งมีบทบัญญัติบางประการที่ขัดแย้งกับภาพวัตถุนิยมของโลก
ยังไม่มีข้อความ
ความไม่แน่นอนในการคำนวณควอนตัม หลักการที่ว่าระบุว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะรู้ทั้งตำแหน่งที่แน่นอนและความเร็วที่แน่นอนของอนุภาคไปพร้อมๆ กัน ดังนั้น ถ้าเราเข้าใจว่าอนุภาคอยู่ที่ไหนในขณะนั้น เราจะไม่สามารถระบุความเร็วของมันได้ ถ้าเรารู้ความเร็วก็ไม่สามารถระบุพิกัดได้ หลักการความไม่แน่นอนนี้กำหนดโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน เวอร์เนอร์ ไฮเซนแบร์ก
โอ้
ปริมาตรควอนตัมเป็นลักษณะเฉพาะที่แนะนำโดย IBM เพื่อวัด "คุณภาพ" ของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ปริมาณควอนตัมจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีการเพิ่มจำนวน qubits พร้อมกันและลดจำนวนข้อผิดพลาดเมื่อทำงานกับมัน ซึ่งหมายความว่าไม่เพียงพอที่จะเพิ่มจำนวน qubits - ในขณะที่รักษาจำนวนข้อผิดพลาดปริมาณจะไม่เพิ่มขึ้น
เลนส์ควอนตัม- สาขาทัศนศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาปรากฏการณ์ที่แสดงคุณสมบัติควอนตัมของการแผ่รังสีแสงอย่างชัดเจน รวมถึงการแผ่รังสีความร้อนและโฟโตอิเล็กทริก เลนส์ควอนตัมมีพื้นฐานมาจากแนวคิดเรื่องแสงซึ่งเป็นการไหลของโฟตอนควอนตัม
ป
โพลาไรตัน- quasiparticle ของ "แสงของเหลว"โพลาริตอนเกิดขึ้นเนื่องจากอันตรกิริยาของควอนตัมแสง โฟตอน กับสภาวะที่ตื่นเต้นของคริสตัล ได้แก่ เอ็กไซตอน โฟนอน พลาสมอน หรือแมกนอน โพลาริตอนรวมคุณสมบัติของแสงเข้ากับคุณสมบัติของอนุภาควัสดุ
ที่มา: garyconklinglifenotes.wordpress.com
ความเหนือกว่า- ในการคำนวณควอนตัมมันเป็นความสามารถคอมพิวเตอร์ควอนตัมแก้ปัญหาโดยหลักการได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไป เมื่อความซับซ้อนของปัญหาเพิ่มขึ้นเวลาที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้ในการแก้ปัญหาจะเพิ่มขึ้นช้ากว่าเวลาที่ใช้ในการแก้ปัญหาสำหรับคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก
ร
การแผ่รังสี- การแพร่กระจายของพลังงานในรูปของรังสีการแผ่รังสีมักเข้าใจว่าหมายถึงรังสีไอออไนซ์ที่สามารถทำลายเซลล์ที่มีชีวิตได้ เมื่อเร็ว ๆ นี้นักฟิสิกส์ได้ค้นพบว่าการแผ่รังสีทำให้ระยะเวลาการเชื่อมโยงกันของสถานะควอนตัมของควิตตัวนำยิ่งยวดสั้นลงซึ่งหมายความว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้ตัวนำยิ่งยวดต้องมีการป้องกันรังสี
C
เครื่องจำลองควอนตัม -ระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมมุ่งเป้าไปที่แก้ไขปัญหาที่คล้ายกันอย่างน้อยหนึ่งปัญหา เครื่องจำลองควอนตัมสามารถจำลองคุณสมบัติและพฤติกรรมของระบบควอนตัมจริงได้ พวกมันทำงานโดยไม่ต้องใช้กลไกแก้ไขข้อผิดพลาด ช่วยให้สามารถสร้างแบบจำลองได้โดยใช้คิวบิตน้อยกว่าที่จำเป็นสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมทั่วไป
การซ้อนทับในทฤษฎีควอนตัม - การรวมกันของคุณสมบัติต่างๆสถานะควอนตัมของอนุภาค (กล่าวคือ มีพลังงานหรือความเร็วต่างกัน) อนุภาคมีอยู่พร้อมกันในสองสถานะหรือมากกว่าจนกว่าการวัดจะพบว่าอยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่ง ดังนั้นผู้เล่นซ่อนหาที่มีประสบการณ์จึงย้ายจากห้องหนึ่งไปอีกห้องหนึ่งอย่างเงียบ ๆ ซ่อนตัวทุกที่พร้อม ๆ กันจนกว่าจะพบเขาในห้องใดห้องหนึ่ง
T
เอฟเฟกต์อุโมงค์- ความสามารถในการเอาชนะอนุภาคขนาดเล็กอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้น ภาพประกอบของเอฟเฟกต์นี้สามารถเป็น kolobok ที่กลิ้งไปตามถนนเรียบและเข้าใกล้เนินเขา ในโลกคลาสสิก ขนมปังไม่สามารถเอาชนะภูเขาที่สูงพอเพียงได้ด้วยการเริ่มวิ่ง ในความเป็นจริงควอนตัม เขามีความสามารถในการเอาชนะอุปสรรคในทุกกรณี ราวกับทะลุอุโมงค์ใต้ภูเขา
ทัวริง, อลัน- นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษผู้ดีเด่นผู้สร้างคอมพิวเตอร์เครื่องแรก ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 เขานำทีมนักวิทยาศาสตร์ที่สร้าง "Turing Bomb" ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ที่ทำลายรหัสของระบบเข้ารหัส Enigma ของเยอรมัน
ใน
คอมพิวเตอร์ควอนตัมสากล- อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้ขึ้นอยู่กับการใช้อัลกอริธึมการคำนวณควอนตัม คุณลักษณะนี้ไม่เหมือนกับเครื่องจำลองควอนตัมตรงที่จำเป็นต้องใช้ขั้นตอนการแก้ไขข้อผิดพลาดทางควอนตัม สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของจำนวน qubit ในโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์และทำให้การใช้งานโปรเซสเซอร์ดังกล่าวเป็นงานทางเทคนิคที่ยากมาก
F
โฟตอน- อนุภาคมูลฐานที่พบมากที่สุดในจักรวาล ควอนตัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า โฟตอนทนทานต่อปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่มีมวลหรือประจุ และเคลื่อนที่ในสุญญากาศด้วยความเร็วสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นั่นคือความเร็วแสง โฟตอนถือได้ว่าเป็นลูกโป่งที่เต็มไปด้วยน้ำ คลื่นบนผิวน้ำนำพาข้อมูลเกี่ยวกับความถี่ เฟส และโพลาไรเซชันของแสง ข้อมูลนี้สามารถหาได้จากการเจาะลูกบอลเท่านั้น กล่าวคือ โดยการทำลาย/ดูดซับโฟตอน
X
ความโกลาหลควอนตัม- สาขาวิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาวิธีการระบบคลาสสิกที่วุ่นวายสามารถอธิบายได้จากมุมมองของกลศาสตร์ควอนตัม ระบบจะถือว่าวุ่นวายหากการเบี่ยงเบนเล็กน้อยในสถานะเริ่มต้นนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงในการวิวัฒนาการที่ตามมา
ค
สีควอนตัมนี่คือจำนวนควอนตัม ซึ่งเป็นหนึ่งในลักษณะของควาร์กและกลูออน ซึ่งเป็นอนุภาคมูลฐาน สีควอนตัมไม่เกี่ยวอะไรกับสีธรรมดา นั่นคือ ความยาวคลื่นของแสง
H
สถานะของระบบที่สะอาด- สถานะที่สามารถอธิบายได้ด้วยคลื่นฟังก์ชัน ตามกฎแล้วรัฐที่บริสุทธิ์จะอยู่ได้ไม่นาน: พวกมันถูกทำลายเนื่องจากกระบวนการถอดรหัส สถานะควอนตัมที่พันกันนั้นไม่บริสุทธิ์
ซือ
ชโรดิงเงอร์, เออร์วิน- นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรีย หนึ่งในผู้ก่อตั้งกลศาสตร์ควอนตัม เขาเสนอการทดลองทางความคิดที่แสดงให้เห็นถึงความไร้สาระที่ขัดแย้งกันของหลักการซ้อนทับควอนตัม แมวที่มีชีวิตและอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเครื่องนับไกเกอร์ที่มีสารกัมมันตภาพรังสีจำนวนเล็กน้อยอยู่ข้างใน ขวดที่มีพิษ และกลไกพิเศษจะถูกวางไว้ในกล่องปิด ความน่าจะเป็นที่อะตอมกัมมันตภาพรังสีตัวใดตัวหนึ่งจะสลายตัวภายในหนึ่งชั่วโมงคือ 50% การสลายตัวของอะตอมควรกระตุ้นให้เกิดกลไกที่ทำให้ขวดแตกด้วยพิษ ทันทีที่ขวดแตกแมวก็ตาย ตราบใดที่กล่องปิดอยู่ เราก็ไม่รู้ว่าแมวเป็นหรือตาย จากมุมมองของกลศาสตร์ควอนตัม เขามีทั้งชีวิตและตายไป มีเพียงการวัด (เปิดกล่อง) เท่านั้นที่ฉายสถานะควอนตัมของแมวบนพื้นฐานคลาสสิก: แมวยังมีชีวิตอยู่หรือตายไปแล้ว
อี
โปรแกรมจำลองเป็นโปรแกรมที่ให้คุณเล่นคุณสมบัติของระบบสำหรับการคำนวณควอนตัมในคอมพิวเตอร์คลาสสิก ด้วยอีมูเลเตอร์ เราสามารถสำรวจศักยภาพของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัม: สาธิตอัลกอริธึม ลองใช้เทคนิคการปราบปรามข้อผิดพลาด และรหัสการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม
เอ็กซิตัน -quasiparticle ที่ประกอบด้วยอีกสองตัวquasiparticles: หลุมที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ exciton มีโครงสร้างระดับพลังงานเหมือนกับอะตอมไฮโดรเจน ต่างจากอะตอมไฮโดรเจน excitons นั้นไม่เสถียร ตามกฎแล้วอายุการใช้งานของพวกเขาจะต้องไม่เกินหนึ่งพันล้านวินาที เมื่อหายไป exciton จะถ่ายโอนพลังงานไปยังควอนตัมแสง - โฟตอน
ยู
ประสบการณ์ของจุง- อนุญาตให้มีการทดลองของโทมัส ยังแสดงให้เห็นถึงการรบกวนและการเลี้ยวเบนของแสง - ปรากฏการณ์ที่ทำหน้าที่เป็นข้อพิสูจน์ความถูกต้องของทฤษฎีคลื่นของแสง ต่อจากนั้น การทดลองนี้ซ้ำอีกครั้งเพื่อการไหลของอิเล็กตรอน การวัดพบว่าทั้งแสงและสสารสามารถแสดงคุณสมบัติของทั้งคลื่นและอนุภาคได้
ผม
ภาษาโปรแกรมควอนตัม — особый язык программирования, который дает возможность описывать квантовые алгоритмы для решения различных задач. В настоящее время существует несколько языков квантового программирования, включая QPL, QCL, Haskell-подобный QML, Quipper, Q#, Q, qGCL, cQPL.
ดูเพิ่มเติมที่:
นักวิจัยจมดิ่งลงสู่เรือที่จมลึกที่สุดเป็นครั้งแรก
แผนที่แรกที่แม่นยำของโลกถูกสร้างขึ้น คนอื่นผิดอะไร
ระบบไร้สายปรากฏขึ้นซึ่งช่วยให้คนเป็นอัมพาตได้