Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Автоматика, связь, информатика.

Квантовые вычисления: принципы и перспективы

М.Ю. Павлов, В.А. Самойлов

Published Sep 3, 2025• 0 citations
Publisher

Abstract

В статье рассматриваются принципы квантовых вычислений на основе спиновых состояний. Анализируются фундаментальные принципы квантовой физики, такие как суперпозиция, запутанность и корпускулярно-волновой дуализм. Описаны математические модели кубитов в сфере Блоха, уравнение Шрёдингера и процесс коллапса волновой функции при измерении. Показана роль спиновой запутанности в реализации квантовых алгоритмов. Проведен анализ возможностей применения квантовых алгоритмов в области криптографии, моделирования сложных систем и др. The article examines the principles of quantum computing based on spin states. It analyzes the fundamental principles of quantum physics, such as superposition, entanglement, and particle-wave duality. Mathematical models of qubits on the Bloch sphere, the Schrödinger equation, and the wave function collapse during measurement are described. The role of spin entanglement in implementing quantum algorithms is demonstrated. The possibilities of using quantum algorithms in cryptography, complex systems modeling, and optimization.

DOI
10.62994/at.2025.9.9.003

Related papers

Quantum Computing Role in Advancing Medical Physics Research

Университет Аль-Нур, Alaa Salim Abdalrazzaq, Амир Бадр Худхаир +7 more

Исследуется роль квантовых вычислений в исследованиях в области медицинской физики с упором на их потенциал для повышения эффективности и точности вычислений и разработки новых подходов к лечению. Проведен тщательный анализ литературы последних достижений в области квантовых вычислений и их применения в медицинской физике. Тематические исследования рассмотрены для демонстрации практического применения и возможных преимуществ. Теоретические модели протестированы для прогнозирования будущего развития. Статистические данные о реализации квантовых вычислений собраны из многих источников, особенно об улучшении скорости и точности обработки в приложениях медицинской физики. Результаты показывают, что квантовые вычисления могут значительно повысить скорость обработки сложных методов моделирования и визуализации, при этом некоторые квантовые алгоритмы превосходят классические алгоритмы до 100 раз. Статистические результаты подтверждают перспективность квантовых вычислений. При планировании лучевой терапии квантовые вычисления продемонстрировали повышение точности расчета распределения дозы на 25%. Квантовые алгоритмы сократили время вычислений при молекулярном моделировании примерно на 40%, потенциально ускоряя разработку лекарств и индивидуальную терапию на 30%. Квантовые вычисления могут изменить медицинскую физику за счет увеличения вычислительных мощностей, что может привести к прогрессу в диагностике, планировании лечения и разработке лекарств.

Radioelectronics Nanosystems Information Technologies•Sep 17, 2024•0 citations

Critical Analysis of Quantum Computation: Physical and Conceptual Limitations

ANANEV, VALERII

В данной статье представлен критический анализ теоретических и экспериментальных основ квантовых вычислений. В ней рассматриваются предположения, лежащие в основе концепции кубитов, и ставятся вопросы о том, демонстрируют ли существующие реализации истинно квантовое поведение или же просто имитируют его посредством классических механизмов управления. В исследовании подчёркивается, что заявленное квантовое преимущество остаётся неподтверждённым экспериментально, что подчёркивает необходимость воспроизводимых данных и прозрачной валидации результатов, прежде чем квантовые вычисления можно будет считать проверенной технологической парадигмой. Keywords: quantum computation, qubit, superposition, decoherence, experimental reproducibility, scientific methodology

•Nov 10, 2025•0 citations

Features of quantum cryptography methods: principles, implementation, and prospects

А. Р. Галимова, В. Е. Домрачева, Б. И. Шарафутдинов +1 more

В статье рассматриваются особенности квантовой криптографии и протокола BB84, а также их отличие от традиционных методов. Анализируются принципы квантовой механики, лежащие в основе распределения ключей (КРК), такие как принцип Гейзенберга и квантовая суперпозиция. Описаны существующие системы КРК, их плюсы и минусы. Обсуждаются перспективы развития квантовой криптографии и ее роль в защите информации будущего.

•Jan 1, 2025•0 citations

The principles of quantum computer and the range of tasks in modern the world

SH.H. Salpagarova, F.A. Bajkulova

АннотацияПостоянная актуализация информации о последних достижениях и современных разработках позволяет более качественно прогнозировать развитие направлений фундаментальной и прикладной наук, корректировать область научных изысканий.В статье проводится обобщение информации о новейшей области электронновычислительных машин квантовом компьютере.Рассматриваются основные принципы, отличающие квантовую вычислительную машину от классического компьютера.Приводится пример коммерческого производства квантовых компьютеров.Описываются продолжающиеся фундаментальные исследования в области совершенствования квантовых компьютеров.Материал статьи позволит, не вдаваясь в подробное изучение квантовой физики, составить представление о работе квантового компьютера и проблематике этой области и ознакомиться со всеми последними достижениями в рамках разработки мощнейшей вычислительной машины, в основе работы которой лежат принципы квантовых вычислений.

•Jan 1, 2019•0 citations

REVIEW OF MODERN METHODS FOR EMULATION OF QUANTUM COMPUTING IN AUTOMATED PROCESS CONTROL SYSTEMS

S.Yu. Tyryshkin

Квантовые вычисления становятся трансформационной вычислительной парадигмой, способной революционизировать оптимизацию проектирования и автоматизацию в широком спектре научных и инженерных дисциплин.Однако для исследования и разработки квантовых вычислений требуются существенные объемы ресурсов, поэтому особое значение на сегодняшний день приобретают возможности имитации квантовых алгоритмов.Цель статьи заключается в проведении сравнительного анализа современных методов эмуляции квантовых вычислений в автоматизированных системах управления технологическим процессом.Методы исследования включают системный и сравнительно-аналитический подходы, а также методы моделирования и контент-анализа научных публикаций.Кроме того, применялись приемы теоретического обобщения и сравнительного анализа существующих подходов к эмуляции квантовых вычислений в автоматизированных системах управления технологическими процессами.В ходе исследования представлен критический анализ вычислительных подходов для решения NP-трудных задач в автоматизированных системах управления технологическим процессом.Детально описаны достоинства и недостатки, принципы работы, ограничения и область целесообразного применения таких методов, как матричная эмуляция (метод вектора состояния), эмуляция на основе тензорных сетей, моделирование на основе стабилизаторов (Клиффордовы схемы), гибридная эмуляция (вариационные алгоритмы), метод квантовых траекторий.Обобщены реальные примеры промышленной реализации квантовой эмуляции на основе материалов компаний -технологических лидеров отрасли.Полученные результаты позволили прийти к выводу, что доминирующими на сегодняшний день являются гибридные вариационные алгоритмы.В настоящее время они выступают в качестве стандарта для решения прикладных промышленных задач.Также наблюдается четкая специализация методов эмуляции по типу решаемых задач.

Современные наукоемкие технологии (Modern High Technologies)•Jan 1, 2025•0 citations

Quantum Computing Impact on Traditional Computer Architecture Models

Университет Алнур, Салих Махмуд Аттья, Сухад Касим Дж. Хаддад +7 more

Исследованы потенциальные последствия квантовых вычислений для традиционных моделей компьютерной архитектуры, уделяя особое внимание проблемам интеграции и преобразующим возможностям. Проведены обширные обзоры литературы и моделировали, чтобы сравнить производительность квантовых и классических вычислительных архитектур при различных вычислительных нагрузках. Ключевые показатели производительности были разработаны для оценки масштабируемости, эффективности и возможности включения принципов квантовых вычислений в существующие архитектурные модели. Показано, что квантовые вычисления могут значительно повысить скорость обработки и эффективность конкретных алгоритмических процедур, особенно криптографии и крупномасштабного анализа данных. Однако современные квантовые компьютеры имеют проблемы с точки зрения частоты ошибок и времени когерентности кубитов, что усложняет их интеграцию со стандартными архитектурами. Хотя квантовые вычисления представляют собой смену парадигмы с многообещающим улучшением скорости и эффективности вычислений, необходимы значительные технологические достижения, прежде чем их можно будет полностью интегрировать в существующие модели компьютерной архитектуры.

Radioelectronics Nanosystems Information Technologies•Sep 6, 2024•0 citations
В статье рассматриваются принципы квантовых вычислений на основе спиновых состояний. Анализируются фундаментальные принципы квантовой физики, такие как суперпозиция, запутанность и корпускулярно-волновой дуализм. Описаны математические модели кубитов в сфере Блоха, уравнение Шрёдингера и процесс коллапса волновой функции при измерении. Показана роль спиновой запутанности в реализации квантовых алгоритмов. Проведен анализ возможностей применения квантовых алгоритмов в области криптографии, моделирования сложных систем и др. The article examines the principles of quantum computing based on spin states. It analyzes the fundamental principles of quantum physics, such as superposition, entanglement, and particle-wave duality. Mathematical models of qubits on the Bloch sphere, the Schrödinger equation, and the wave function collapse during measurement are described. The role of spin entanglement in implementing quantum algorithms is demonstrated. The possibilities of using quantum algorithms in cryptography, complex systems modeling, and optimization.
Исследуется роль квантовых вычислений в исследованиях в области медицинской физики с упором на их потенциал для повышения эффективности и точности вычислений и разработки новых подходов к лечению. Проведен тщательный анализ литературы последних достижений в области квантовых вычислений и их применения в медицинской физике. Тематические исследования рассмотрены для демонстрации практического применения и возможных преимуществ. Теоретические модели протестированы для прогнозирования будущего развития. Статистические данные о реализации квантовых вычислений собраны из многих источников, особенно об улучшении скорости и точности обработки в приложениях медицинской физики. Результаты показывают, что квантовые вычисления могут значительно повысить скорость обработки сложных методов моделирования и визуализации, при этом некоторые квантовые алгоритмы превосходят классические алгоритмы до 100 раз. Статистические результаты подтверждают перспективность квантовых вычислений. При планировании лучевой терапии квантовые вычисления продемонстрировали повышение точности расчета распределения дозы на 25%. Квантовые алгоритмы сократили время вычислений при молекулярном моделировании примерно на 40%, потенциально ускоряя разработку лекарств и индивидуальную терапию на 30%. Квантовые вычисления могут изменить медицинскую физику за счет увеличения вычислительных мощностей, что может привести к прогрессу в диагностике, планировании лечения и разработке лекарств.
В данной статье представлен критический анализ теоретических и экспериментальных основ квантовых вычислений. В ней рассматриваются предположения, лежащие в основе концепции кубитов, и ставятся вопросы о том, демонстрируют ли существующие реализации истинно квантовое поведение или же просто имитируют его посредством классических механизмов управления. В исследовании подчёркивается, что заявленное квантовое преимущество остаётся неподтверждённым экспериментально, что подчёркивает необходимость воспроизводимых данных и прозрачной валидации результатов, прежде чем квантовые вычисления можно будет считать проверенной технологической парадигмой. Keywords: quantum computation, qubit, superposition, decoherence, experimental reproducibility, scientific methodology
В статье рассматриваются особенности квантовой криптографии и протокола BB84, а также их отличие от традиционных методов. Анализируются принципы квантовой механики, лежащие в основе распределения ключей (КРК), такие как принцип Гейзенберга и квантовая суперпозиция. Описаны существующие системы КРК, их плюсы и минусы. Обсуждаются перспективы развития квантовой криптографии и ее роль в защите информации будущего.
АннотацияПостоянная актуализация информации о последних достижениях и современных разработках позволяет более качественно прогнозировать развитие направлений фундаментальной и прикладной наук, корректировать область научных изысканий.В статье проводится обобщение информации о новейшей области электронновычислительных машин квантовом компьютере.Рассматриваются основные принципы, отличающие квантовую вычислительную машину от классического компьютера.Приводится пример коммерческого производства квантовых компьютеров.Описываются продолжающиеся фундаментальные исследования в области совершенствования квантовых компьютеров.Материал статьи позволит, не вдаваясь в подробное изучение квантовой физики, составить представление о работе квантового компьютера и проблематике этой области и ознакомиться со всеми последними достижениями в рамках разработки мощнейшей вычислительной машины, в основе работы которой лежат принципы квантовых вычислений.
Квантовые вычисления становятся трансформационной вычислительной парадигмой, способной революционизировать оптимизацию проектирования и автоматизацию в широком спектре научных и инженерных дисциплин.Однако для исследования и разработки квантовых вычислений требуются существенные объемы ресурсов, поэтому особое значение на сегодняшний день приобретают возможности имитации квантовых алгоритмов.Цель статьи заключается в проведении сравнительного анализа современных методов эмуляции квантовых вычислений в автоматизированных системах управления технологическим процессом.Методы исследования включают системный и сравнительно-аналитический подходы, а также методы моделирования и контент-анализа научных публикаций.Кроме того, применялись приемы теоретического обобщения и сравнительного анализа существующих подходов к эмуляции квантовых вычислений в автоматизированных системах управления технологическими процессами.В ходе исследования представлен критический анализ вычислительных подходов для решения NP-трудных задач в автоматизированных системах управления технологическим процессом.Детально описаны достоинства и недостатки, принципы работы, ограничения и область целесообразного применения таких методов, как матричная эмуляция (метод вектора состояния), эмуляция на основе тензорных сетей, моделирование на основе стабилизаторов (Клиффордовы схемы), гибридная эмуляция (вариационные алгоритмы), метод квантовых траекторий.Обобщены реальные примеры промышленной реализации квантовой эмуляции на основе материалов компаний -технологических лидеров отрасли.Полученные результаты позволили прийти к выводу, что доминирующими на сегодняшний день являются гибридные вариационные алгоритмы.В настоящее время они выступают в качестве стандарта для решения прикладных промышленных задач.Также наблюдается четкая специализация методов эмуляции по типу решаемых задач.
Исследованы потенциальные последствия квантовых вычислений для традиционных моделей компьютерной архитектуры, уделяя особое внимание проблемам интеграции и преобразующим возможностям. Проведены обширные обзоры литературы и моделировали, чтобы сравнить производительность квантовых и классических вычислительных архитектур при различных вычислительных нагрузках. Ключевые показатели производительности были разработаны для оценки масштабируемости, эффективности и возможности включения принципов квантовых вычислений в существующие архитектурные модели. Показано, что квантовые вычисления могут значительно повысить скорость обработки и эффективность конкретных алгоритмических процедур, особенно криптографии и крупномасштабного анализа данных. Однако современные квантовые компьютеры имеют проблемы с точки зрения частоты ошибок и времени когерентности кубитов, что усложняет их интеграцию со стандартными архитектурами. Хотя квантовые вычисления представляют собой смену парадигмы с многообещающим улучшением скорости и эффективности вычислений, необходимы значительные технологические достижения, прежде чем их можно будет полностью интегрировать в существующие модели компьютерной архитектуры.