Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Стин Э. -> "Квантовые вычисления " -> 2

Квантовые вычисления - Стин Э.

Стин Э. Квантовые вычисления — НИЦ: Регулярная и хаотическая динамика, 2000. — 112 c.
Скачать (прямая ссылка): kvantovievichesleniya2000.pdf
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 6 7 8 .. 45 >> Следующая

могут быть проверены на более скромных устройствах. В дальнейшем будет
проведен обзор создавшегося положения в отношении экспериментов. Особо
отмечаются .методы применения линейной ионной ловушки, высококачественных
оптических резонаторов, а также метод ядерного магнитного резонанса.
Вышеуказанные устройства и методы обеспечивают связное управление в
восьмимерно.м гильбертовом пространстве (определяется тремя кубитами):
однако область их применения может быть расширена до тысячи и более
мерных пространств (определяются десятью кубитами). Кроме того, данные
системы (устройства) позволяют определить осуществимость квантовых
вычислений. Поскольку на практике такие эксперименты трудно осуществимы,
а также из соображений их неточности и неизбежного взаимодействия любой
системы с окружающей средой, то до недавнего времени возможность создания
действующего квантового компьютера (оперирующего примерно 1000 кубитами)
была исключена. Однако подраздел физики квантовой информации предлагает
метод исправления квантовых ошибок (QEC - quantum error correction) как
решение данной проблемы.
Проводится ознакомление с методом исправления квантовых ошибок. Эволюция
квантового компьютера ограничена рамками тщательно выбранного
подпространства в его гильбертовом пространстве. Ошиб-
Предисловие
7
ки с большой вероятностью могут вызвать отклонение от данного
подпространства. С помощью метода QEC становится возможным обнаружение и
исправление таких отклонений без нарушения квантового вычисления. Этим
достигается практически невозможное, поскольку вычисление не нарушает
квантовой когерентности, хотя в ходе самого вычисления все кубиты в
компьютере будет релаксировать одновременно по многу раз.
Обзор завершается выводом по основным свойствам физики квантовой
информации и по перспективным направлениям для исследований.
Глава 1 Введение
Физика старается задать и получить точный ответ на основной вопрос:
почему окружающий нас мир такой, какой он есть. Исторически,
фундаментальные законы физики были связаны с такими вопросами, как: "Из
чего состоят тела?" или "Почему тела движутся так, а не иначе?". Ньютон в
своей работе Principia дал очень общие ответы на некоторые из вопросов.
Он показал, что движение как обычных предметов, так и планет описывается
одними и теми же математическими уравнениями и сделал вывод, что такое
тело, как заварочный чайник имеет то же строение вещества, что и планета:
их движения определяются массой и силами, действующими на них. Сегодня
можно сказать, что движение этих двух тел подчиняется закону сохранения
энергии и количества движения. Таким образом, физика позволяет
абстрагироваться от таких природных понятий, как энергия или импульсы,
которые всегда описываются низменными уравнениями. Хотя одна и та же
энергия может быть выражена различными способами: например, электрон в
большом электрон-позитронном коллайдере CERN (Женева) обладает такой же
кинетической энергией, что и слизень на листе салата.
Другим понятием, которое также может быть выражено различными способами,
является информация. Например, два предложения "квантовый компьютер
представляет интерес" и "l'ordinateur quantique est tres interessant" в
чем-то совпадают, но содержат разные слова. Их общее место есть
информационное содержание. Очень важным является то, что одна и та же
информация может быть представлена различными способами. Например,
заменяя буквы на цифры следующим образом: а -> 97, Ь -> 98, с -> 99 и
т.д., английский вариант вышеуказанного утверждения будет выглядеть так:
116 104 101 32 113 117... Важно то, что существует возможность
автоматизированного оперирования информацией, поскольку различные способы
ее представления не изменяют содержания: от компьютера для обработки
больших объемов информации, начиная подготовкой документа и заканчивая
дифференциальными вычислениями и переводом с одного языка на другой,
Введение
9
требуется лишь способность оперировать такими довольно простыми
величинами, как целые числа.
Сейчас такие утверждения кажутся привычными, но еще 50 лет назад никто не
мог предвидеть подобного распространения автоматической обработки
информации (информационных технологий).
Однако все способы представления информации совпадают в одном: их
использование основано на каком-либо физическом явлении. Так устная речь
передается за счет колебаний давления воздуха, письменная речь - за счет
определенного расположения молекул чернил на бумаге и даже мыслительный
процесс определяется работой нейронов (Landauer 1991). Как говорят
физики: "Любая информация имеет физическое представление". Наоборот,
поскольку информация не зависит от вида ее представления и может быть
легко переведена из одного вида в другой, она, очевидно, может войти в
ряд фундаментальных понятий физики, таких, как энергия, импульс и другие.
Однако точный математический аппарат, описывающий информацию и, в
частности, ее обработку, отсутствовал до второй половины этого столетия.
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 6 7 8 .. 45 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed