Осенью 2017 года суперкомпьютерный консорциум российских университетов, Федеральное агентство научных организаций (ФАНО) и Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) провели в Москве международную конференцию Russian Supercomputing Days.В преддверии 30-летия Физико-технологического института РАН (ФТИАН) и 85-летия Физического факультета МГУ им.М.В
Осенью 2017 года суперкомпьютерный консорциум российских университетов, Федеральное агентство научных организаций (ФАНО) и Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) провели в Москве международную конференцию Russian Supercomputing Days.В преддверии 30-летия Физико-технологического института РАН (ФТИАН) и 85-летия Физического факультета МГУ им.М.В
2 ВАК 05.13.00 К 100-летию со дня рождения ричарда Фейнмана: перспеКтиВы рАзВития КВАнтоВых технологий и сУперКомпьютерных Вычислений Л.Раткин, к. т. н. 1 С 12 по 16 июля 2017 года в Москве Российский квантовый центр (РКЦ) провел IV Международную конференцию по квантовым технологиям, на которой было представлено порядка 40 пленарных и более 100 стендовых докладов.Главным днем форума был Open Day: 14 июля несколько сот слушателей посетили открытую лекцию главы лаборатории "Квантовый искусственный интеллект" компании Google (США), профессора университета Калифорнии в Санта-Барбаре Джона Мартиниса (John Martinis), а после состоялась панельная дискуссия с участием представителей науки и бизнеса.
в связи с постоянной модернизацией различных сфер жизни общества необходимо отражать особенно значимые изменения в системе образования, чтобы подростки могли адаптироваться к новым условиям и успешно ориентироваться в них. В условиях постоянного технологического процесса особое внимание стало уделяться квантовым компьютерам и их развитию. В статье рассмотрены вопросы значимости изучения квантовых технологий в школах, причиной которых также стала необходимость предоставления обучающимся школ возможности развиваться, открывать новые границы в современном мире. Цель статьи – теоретическое обоснование интеграции нового материала о фундаментальных основах квантовых компьютеров в курс старшей школы в рамках уроков информатикии как следствиеанализ формирующихся качеств обучающихся. Новизна работы – определение возможностей дополнения рабочей программы по информатике новым разделом, изучающим технологию работы квантового компьютера и его практическое применение. В ходе написания статьи применялись теоретические методы исследования, такие как анализ и синтез, а также эмпирические методы: сравнение и интервьюирование. Результаты исследований показали, что отсутствие модернизации дисциплин в школах, в будущем может поспособствовать появлению проблемы отставания общества во многих сферах жизни. Поэтому целесообразно рассмотреть возможность включения в школьный курс нового раздела квантовых технологий, а в частности квантовых компьютеров, которые в настоящий момент получают все большее развитие. В рабочую программу по информатикепредложено включить такие темы, как "Введение в квантовую механику", "Принципы работы квантовых компьютеров", "Практическое применение квантовых компьютеров", "Квантовая аппаратура и ее основные элементы". due to the constant modernization of various spheres of society, it is necessary to reflect particularly significant changes in the education system so that adolescents can adapt to new conditions and successfully navigate them. In the context of a constant technological process, special attention has been paid to quantum computers and their development. The article discusses the importance of studying quantum technologies in schools, the reason for which was also the need to provide students with the opportunity to develop and open new frontiers in the modern world. The purpose of the article is a theoretical justification for the integration of new material on the fundamentals of quantum computers into the high school course within the framework of computer science lessons and, as a result, an analysis of the emerging qualities of students. The novelty of the work is the identification of the possibilities of supplementing the work program in computer science with a new section studying the technology of a quantum computer and its practical application. During the writing of the article, theoretical research methods such as analysis and synthesis were used, as well as empirical methods: comparison and interviewing. The research results have shown that the lack of modernization of disciplines in schools in the future may contribute to the emergence of the problem of lagging society in many areas of life. Therefore, it is advisable to consider the possibility of including a new section of quantum technologies in the school course, and in particular quantum computers, which are currently receiving increasing development. It is proposed to include such topics as "Introduction to quantum mechanics", "Principles of operation of quantum computers", "Practical application of quantum computers", "Quantum equipment and its basic elements" in the computer science work program.
Актуальность исследования обусловлена тем, что сегодня один из наиболее серьезных фундаментальных вызовов для технологических компаний – это то, что потребности в вычислительных мощностях постоян- но растут. Бизнес-среда все быстрее приближается к новой вычислительной парадигме. Одним из ответов на этот вызов могут стать квантовые техноло- гии. Авторами в данном исследовании представлено главное преимущество квантовых вычислений, отмечается, что они основаны совершенно на других принципах, чем традиционные, и будут использовать собственную аппарат- ную и математическую базу. Эмпирической базой исследования послужили исследования института искусственного интеллекта AIRI. Цель исследо- вания – оценка текущего состояния квантовых вычислений и определение направления развития этого направления, а также препятствий и ограниче- ний применения квантовых технологий. Практическая значимость данного исследования заключается в том, что по зволит бизнес-сообществу, а также органам государственной власти выработать стратегию развития в новой вычислительной парадигме.
Квантовый компьютер для чайников А.Г.Грозин Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера 630090 Новосибирск, СО РАН Аннотация Введение в квантовые компьютеры, квантовую криптографию и квантовую телепортацию для тех, кто никогда об этих вещах не слышал, но знает квантовую механику.Ряд простых примеров подробно рассмотрен с использованием эмулятора квантового компьютера QCL.c Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН .1 Квантовый компьютер Я не буду обсуждать попытки технической реализации квантового компьютера.Много групп во всём мире этим занимаются, используя разнообразные подходы.Достигнут некоторый прогресс, и, несомненно, значительно большее продвижение произойдёт в близком будущем.Но до работающего квантового компьютера, способного делать что-то полезное, пока далеко.Я не специалист по конкретным методам реализации.Вместо этого, я расскажу о некоторых простых вещах, которые можно будет делать с квантовым компьютером, когда технические трудности его создания будут преодолены.Литература на эту тему весьма обширна.Я не пытался составить подробный список литературы; приведены только ссылки на некоторые работы, посвященные тем конкретным вопросам, которые будут обсуждаться.Более обширные списки литературы можно найти в учебниках и подробных обзорах. Устройство и система командГлавная часть квантового компьютера -память, состоящая из квантовых бит.Будем считать, что квантовый бит -это спин 1 2 ; спин вверх означаетКак известно, всякий эксперимент в квантовой механике состоит из 3 этапов: приготовление начального состояния; эволюция состояния (описываемая уравнением Шрёдингера); измерение какой-нибудь наблюдаемой в конечном состоянии.Цикл вычислений на квантовом компьютере состоит из тех же 3 этапов:• память приводится в начальное состояние |00000000>; • производится некоторая последовательность унитарных преобразований, действующих на отдельные биты или пары битов; • измеряется один или несколько битов.
Исследование статистики регистрации одиночных фотонов двумя фотодетекторами для применений в квантовой криптографии Д. Б. Третьяков 1, 2 , А. В. Коляко 1-3 , А. С. Плешков 1-3 , В. М. Энтин 1, 2 И.И. Рябцев 1, 2 , И. Г. Неизвестный 1, 4 1 Институт физики полупроводников им.А. В. Ржанова СО РАН 2 Новосибирский государственный университет 3 Институт лазерной физики СО РАН 4 Новосибирский государственный технический университет Новосибирск, Россия Аннотация Предложен метод обнаружения атаки с делением числа фотонов в квантово-криптографических системах связи по измерению распределения числа фотонов в лазерном импульсе.Вместо использования сложного фотодетектора, способного различать число зарегистрированных фотонов, мы предлагаем использовать два обычных однофотонных детектора на основе лавинных фотодиодов.Представлены результаты экспериментов по измерению числа фотонов в лазерном импульсе и их сравнение с теоретическими расчетами.Обсуждаются пределы применимости предложенного метода.Ключевые слова
Статья содержит небольшой очерк, описывающий историю возникновения идеи применения полупроводниковых квантовых точек и наноструктур на их основе, контролируемых лазером или микрорезонатором, в квантовой информатике. Представлены результаты, полученные в течение последних 15 лет сотрудниками ФТИАН и, в частности, автором данной статьи. Особое внимание уделяется гибридным твердотельным электрон-фотонным системам, состоящим из двойной квантовой точки и оптического микрорезонатора, которые могут обмениваться энергией между собой. Именно такие объекты удовлетворяют главному требованию к созданию практически полезного квантового вычислительного устройства – масштабируемости. The article contains a small essay describing the history of the origin of the idea of using semiconductor quantum dots and nanostructures based on them, controlled by a laser or microcavity, in quantum computer science. The results obtained during the last 15 years by the staff of the FTIAN and, in particular, by the author of this article are presented. Particular attention is paid to hybrid solid-state electron-photon systems consisting of a double quantum dot and an optical microcavity, which can exchange energy among themselves. It is these objects that satisfy the main requirement to create a practically useful quantum computing device - scalability.