Фундаментальные исследования (Fundamental Research)

О возможной блок-схеме квантового компьютера на основе a priory визуализованных состояний Шора

В. К. Воронов

Published Jan 1, 2015• 0 citations

Abstract

В данной работе предлагается блок-схема квантового компьютера на основе идеи визуализации состояний Шора. Этому предшествует краткий анализ выполненных исследований по проблеме создания квантового компьютера. Рассматриваются условия формирования массива квантовых объектов, выполняющих роль q-битов, с помощью которых должна осуществляться визуализация (материализация) состояний Шора как первого шага на пути создания истинного квантового процессора. Описываются требования, которым должны отвечать функциональные свойства квантовых объектов, предназначаемых для указанной выше визуализации. Обсуждается также набор необходимых операций, выполнение которых на технологическом уровне позволит создать электронный блок для организации процедуры квантового счета. Показана также возможность сделать достаточно долгим процесс квантовых вычислений на основе операций над матрицами. Подчеркивается, что на данном этапе квантовый компьютер в истинном смысле – это встраиваемый в уже существующие современные компьютеры дополнительный блок, который при необходимости может существенно увеличить скорость процедуры счета.

Related papers

Квантовый компьютер в схеме атомного квантового транзистора с логическим кодированием кубитов

С. А. Моисеев, С. Н. Андрианов, Е.С. Моисеев

Предлагается схема многокубитового квантового компьютера на атомных ансамблях с использованием квантового транзистора для реализации двухкубитных вентилей. Показано, как многоатомные ансамбли позволяют работать с большим числом кубитов, которые представляются в логической кодировке, когда каждый из кубитов записывается на суперпозиции одночастичных состояний двух атомных ансамблей. Доступ к кубитам реализуется путем соответствующей фазировки квантовых состояний каждого из атомных ансамблей. Для выполнения двухкубитных операций предлагается использовать атомный квантовый транзистор. Эффект квантового транзистора возникает при обмене квантом возбуждения между двумя многоатомными ансамблями, находящимися в двух близкорасположенных КЭД-резонаторах, связанных друг с другом через вентильный атом. В зависимости от того, в каком из двух квантовых состояний находится вентильный атом, между атомными ансамблями может происходить та или иная динамика переноса кванта. Используя возможности управления состоянием вентильного атома, показана возможность квантового контроля состоянием атомных ансамблей и реализации на этой основе базовых однокубитовых и двухкубитовых вентилей. Обсуждены возможные схемы реализации квантового компьютера на атомном квантовом транзисторе и их преимущества в практической реализации.

Оптика и спектроскопияJan 1, 20130 citations

Моделирование квантового алгоритма Саймона на классическом компьютере

М. А. Шемякина

Статья посвящена анализу фундаментальных принципов квантовых вычислений: квантовый бит, суперпозиция, основные квантовые элементы. Актуальность работы обоснована тем, что ряд задач не может быть решен с помощью классических вычислительных машин. В результате поиска решения данной проблемы возникла квантовая информатика. В данной статье рассматривается возможность создания программы, позволяющей моделировать квантовые вычисления, а именно, квантовый алгоритм Саймона на классическом компьютере. Квантовый алгоритм Саймона, позволяет определить период некоторой функции за линейное количество вызовов этой функции.

Международный журнал гуманитарных и естественных наукJan 1, 20190 citations

Квантовое запутывание в составных системах

Артур Сова, Artur Sowa

КВАНТОВОЕ ЗАПУТЫВАНИЕ В СОСТАВНЫХ СИСТЕМАХРассматривается некоторый класс моделей мезоскопических квантовых явлений; эти модели возникают из сопоставления гамильтоновой динамики определенного типа и запутанных состояний составных систем.С помощью таких моделей можно получить точное описание феноменологии двумерного электронного газа, в особенности квантового эффекта Холла.Показано, как такие модели (если использовать их для отражения реальных физических принципов, а не только феноменологии) можно проверить в экспериментах типа квантовой телепортации.Так называемые мезоскопические модели предусматривают, что динамика взаимодействующего с внешним полем двумерного газа описывается функционалом типа Tr[Hρ] + β Tr f (ρ), где ρ -оператор плотности, а Hодночастичный гамильтониан.На основе предлагаемого подхода показано, что с помощью подходящего эксперимента по квантовой телепортации можно получить информацию об аналитической функции f .Это приводит к взгляду на составную систему электронный газ-внешнее поле как на естественный квантовый компьютер.

Теоретическая и математическая физикаJan 1, 20090 citations

ТРИ ПОДХОДА К ПРОБЛЕМЕ КВАНТОВОЙ РЕАЛЬНОСТИ И ВТОРАЯ КВАНТОВАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

Vladislav Terekhovich

Анализ представлений о реальности ненаблюдаемых объектов квантовой теории не укладывается в рамки оппозиции реализм - анти-реализм. Во-первых, необходимо различать реализм в отношении к теории и в отношении ее объектов. Во-вторых, реализм в отношении классических объектов может совмещаться, как с реализмом, так и с анти-реализмом в отношении квантовых объектов. В-третьих, понятия «существование» и «объективная реальность» могут иметь несколько значений. С учетом этих оговорок в статье предлагается характеристика трех подходов: классического реализма, квантового анти-реализма и квантового реализма. Показано, что в последние десятилетия дискуссии между ними обострились благодаря второй квантовой революции, связанной с передачей и обработкой информации. Классический реализм и старые версии квантового анти-реализма оказались неэффективными при объяснении результатов ряда новых экспериментов. Сторонники квантового реализма ссылаются на возможность с помощью волновой функции манипулировать квантовыми объектами до их измерения. Таким образом, эксперименты и новые технологии стали сильным аргументов в, казалось бы, философском споре о реальности.

Mar 28, 20190 citations

Влияние импульсного поля на квантовую динамику кубита

Курин П. А., Курин П. А., Семин Виталий Владимирович +1 more

Объектом исследования в данной работе является отдельный кубит, взаимодействующий с импульсным полем. Цель работы - изучение влияния воздействия импульсного поля на квантовую динамику кубита. В результате работы было получено операторное кинетическое уравнение, описывающее релаксацию кубита во внешнем импульсном поле прямоугольной формы. При помощи компьютерного моделирования было изучено влияние параметров модели на популяцию квантовых уровней кубита. На основе результатов, полученных в ходе работы, был сделан вывод об их практическом значении для разработки квантового компьютера и квантовых устройств

Jan 1, 20180 citations

Влияние каскада импульсов лазерного поля на динамику кубита

Наумов А. А., Наумов А. А., Семин Виталий Владимирович

Объектом исследования в данной работе является отдельный кубит, взаимодействующий с каскадом импульсов лазерного поля. Цель работы – изучение влияния воздействия каскада импульсов лазерного поля на квантовую динамику кубита. В результате работы было получено операторное кинетическое уравнение, описывающее релаксацию кубита во внешнем лазерном поле гауссовой формы. При помощи компьютерного моделирования было изучено влияние параметров модели на популяцию квантовых уровней кубита. На основе результатов, полученных в ходе работы, был сделан вывод об их практическом значении для разработки квантового компьютера и квантовых устройств.

Jan 1, 20200 citations