Квантові ефекти та їх використання в метрології

С. Г. Солнишкова, С. Є. Кальний

В. О. Ковальчук

Квантові обчислення та квантові комп'ютери є перспективною галуззю сучасної інформаційної технології, яка обіцяє революційно змінити підхід до обробки інформації. Їх вплив на розвиток сучасних технологій є значним, сприяючи швидкішому розвитку обчислювальної сили та можливостей зберігання та обробки даних. Ця доповідь досліджує основні принципи квантових обчислень, їх потенційні застосування та вплив на сучасні технології.

Олена Михайлівна Завражна, Olena Mykhailivna Zavrazhna

Oleg Bondarchuk, Serhii Zybin, Svitlana Vasylyuk-Zaitseva

У статті з’ясовано, що квантові обчислення є одним із найважливіших досягнень сучасної науки, яке відкриває нові можливості для розв’язання завдань, недоступних для класичних обчислювальних систем. Актуальність дослідження зумовлена швидким розвитком квантових технологій, які мають потенціал для революційних змін у таких сферах, як фінанси, хімія, матеріалознавство та криптографія. Виявлено, що використання квантових комп’ютерів значно підвищує ефективність процесів оптимізації, аналізу великих обсягів даних і моделювання складних систем, що є критично важливим у сучасних умовах швидкого збільшення обсягів інформації. Метою статті є дослідження ефективності квантових обчислень у розв’язанні складних завдань, аналіз основних проблем їх впровадження та розробка рекомендацій для інтеграції цих технологій у високопродуктивні обчислювальні інфраструктури. Методологія. У статті проаналізовано ключові принципи квантових обчислень, такі як суперпозиція, квантова заплутаність та інтерференція, а також виконано оцінювання потенціалу квантових алгоритмів Шора та Гровера. Здійснено порівняльний аналіз теоретичних і практичних аспектів впровадження квантових комп’ютерів у різних галузях, таких як фінансова сфера, хімія, матеріалознавство і криптографія. Використано підхід системного аналізу для виявлення проблем і потенціалу впровадження квантових обчислювальних технологій. Наукова новизна. Наукова новизна роботи полягає в комплексному аналізі прикладних аспектів використання квантових обчислень, виявленні основних технічних і інфраструктурних проблем їх впровадження та розробці рекомендацій щодо інтеграції квантових технологій у сучасні обчислювальні системи. Визначено перспективи використання квантових алгоритмів у нових галузях, таких як медична діагностика, прогнозування кліматичних змін і створення інтелектуальних систем управління. Висновок. У результаті дослідження доведено, що квантові обчислення мають потенціал для значного підвищення ефективності розв’язання складних завдань, але їх широкомасштабне впровадження обмежено технічними та інфраструктурними викликами. Запропоновано рекомендації, які передбачають удосконалення апаратного забезпечення, розробку нових алгоритмів корекції помилок, створення стандартів для інтеграції квантових і класичних систем, а також розвиток хмарних сервісів для забезпечення доступності квантових обчислень. Окреслено перспективи подальших досліджень, які охоплюють розширення сфер застосування квантових технологій і підготовку фахівців, здатних працювати з цими інноваційними системами.

Анатолій Білюк

М. О. Михалевич, В. В. Мартинюк, M. O. Mykhalevych +1 more

У роботі досліджено уявлення про можливу роль квантових ефектів у функціонуванні мозку та когнітивних процесах. Проведено аналіз механізмів квантової когерентності, суперпозиції, тунелювання, квантової заплутаності та редукції хвильової функції у біологічних системах. Особливу увагу приділено теорії Роджера