Computer cuantic

Sfera Bloch este o reprezentare a unui qubit , elementul de bază al computerelor cuantice

Calculul cuantic este studiul unui model de calcul non-clasic: în timp ce modelele tradiționale precum mașina Turing sau calculul lambda se bazează pe reprezentări „clasice” ale memoriei de calcul, un calcul cuantic poate transforma memoria într-o suprapunere a mai multor stări de tip clasic . ^[1] Un computer cuantic (sau cuantic ) este, prin urmare, un dispozitiv care poate efectua astfel de calcule ^[2], iar câmpul conex este strâns legat de calculul cuantic , care include și criptografie cuantică și comunicații cuantice.

Istorie

Calculul cuantic începe la începutul anilor 1980, când fizicianul Paul Benioff a propus primul model cuantic al mașinii Turing . ^[3] Richard Feynman și Jurij Manin exprimă ulterior ideea că computerul cuantic are potențialul de a simula lucruri pe care un computer clasic nu le poate face. ^[4] ^[5] În 1994 Peter Shor publică un algoritm cuantic care factorizează numerele întregi în timp polinomial . ^[6] Acesta este un moment de cotitură epocal în materie: o metodă importantă de criptografie asimetrică cunoscută sub numele de RSA se bazează pe presupunerea că factorizarea numărului întreg este dificil din punct de vedere al calculului. Existența algoritmului cuantic în timp polinomial poate demonstra că unul dintre cele mai utilizate protocoale criptografice din lume ar fi vulnerabil la un computer cuantic.

În timp ce au existat progrese experimentale rapide și impresionante, majoritatea cercetătorilor consideră că „un computer cuantic sigur [nu este încă] un vis îndepărtat”. ^[7] La 24 octombrie 2019, Google susține oficial că un computer cuantic a finalizat un calcul de 10.000 de ani în 200 de secunde, dar ca răspuns, un cercetător proeminent susține că o revoluție cuantică a computerului echivalentă cu cea a computerului clasic va necesita o "inginerie imensă , și, probabil, chiar și mai multe informații. " ^[8] Există o cantitate din ce în ce mai mare de investiții în calculul cuantic din partea guvernelor, a companiilor consacrate și a întreprinderilor noi. ^[9] Cercetările academice și industriale sunt, de asemenea, axate pe aplicarea dispozitivelor la scară medie ^[7] și demonstrarea supremației cuantice ^[10], împreună cu obiectivul pe termen lung de a construi și utiliza un computer cuantic puternic și fără erori.

Cronologie

Prima idee a unui computer cuantic a fost expusă separat în două articole publicate independent de fizicienii Paul Benioff și Yuri Manin în 1980 ^[11] .
În 1982 Benioff arată că un computer cuantic poate fi reversibil, adică operațiile sale pot fi inversate.
În 1985, David Deutsch , în analogie cu ceea ce a făcut Alan Turing cu definiția mașinii universale, definește computerul cuantic universal, capabil să fie programat cu orice algoritm cuantic.
Eric Drexler a reflectat, de asemenea, în mod independent asupra construcției computerelor moleculare în cartea sa din 1986 Engines of Creation („Motoarele creației”).
În 1992, Deutsch și Jozsa anunță primul algoritm care prezintă un avantaj cuantic.
În 1994, Peter Shor a demonstrat că ar fi posibil să se ia în calcul orice număr la viteze mari de procesare.
În 1998 fizicianul Bruce Kane a propus construirea unui computer cuantic pe atomi de fosfor dispuși pe un strat de siliciu gros de doar 25 nanometri. Este computerul cuantic al lui Kane .

Schema computerizată a lui Kane

În 2001 , IBM a demonstrat primul calcul al unui algoritm cuantic utilizând un experiment constând din impulsuri electromagnetice care manipulează o rezonanță magnetică nucleară pe molecule formate din șapte atomi, care servesc drept bază hardware pentru șapte biți cuantici (qubiți). Această metodă este ulterior abandonată deoarece un sistem care controlează moleculele cu un număr suficient de atomi pentru a furniza qubiturile pentru un algoritm cuantic de orice interes practic nu este practic fezabil.
În 2005 este demonstrată prima poartă logică cuantică cunoscută sub numele de NOT controlat (CNOT) prin intermediul unor qubits supraconductori.
În 2012, compania canadiană D-Wave anunță primul computer cuantic comercial. Este un „recuamant cuantic”, numit Vezuviu, format din 64 de registre de 8 qubiți cu superconductor. Modelul este achiziționat în scopuri de cercetare de NASA cu Google și de Lockheed Martin .
În 2019, există computere cuantice comerciale bazate pe supraconductori și , respectiv, ioni încărcați prinși . Domeniul calculatoarelor cuantice este un domeniu deschis de cercetare care include și alte abordări diferite care au făcut posibilă implementarea qubitelor și a porților logice, inclusiv godeuri cuantice sau defecte atomice în semiconductori (inclusiv în siliciu , arsenidă de galiu și diamant ), atomi neutri, fotoni .
În februarie 2019, IBM a comercializat primul computer cuantic, numit IBM Q System One, care poate fi utilizat de la distanță. ^[12]

În ciuda unor conexiuni ale calculatoarelor cuantice cu câmpul comunicațiilor cuantice legate, de exemplu, de posibila utilizare a fotonilor pentru a lega stări între computerele cuantice situate în locații distincte, câmpul computerelor cuantice nu trebuie confundat cu cel al criptografiei cuantice pentru comunicații, reprezentat de exemplu de către satelitul chinez Micius, primul care permite comunicarea cuantică prin satelit. ^[13]

Inovații

În 2001, IBM , la Centrul de Cercetare Almaden , în care operează un grup coordonat de Isaac Chuang , creează un procesor cuantic de 7 qubit (compus dintr-o singură moleculă cu 7 rotiri nucleare).
În 2005, fizicienii de la Universitatea din Arizona au putut măsura direct variațiile suferite de lungimea de undă a unui atom în contact cu o suprafață.
În februarie 2005, a fost realizată pentru prima dată o corelație cuantică între atomii artificiali .
În decembrie 2005, primul qubyte (8 qubit) a fost creat de oamenii de știință de la Institutul de Optică Cuantică și Calculul Cuantic de la Universitatea din Innsbruck ( Austria ).
Cercetătorii de la Universitatea Harvard și Institutul de Tehnologie din Georgia sunt capabili să transfere informații cuantice între diferite tipuri de amintiri cuantice, de la atomi la fotoni și invers.
În 2006, Peter Zoller de la Universitatea din Innsbruck a descoperit o metodă cu privire la modul de utilizare a moleculelor polare criogenice pentru a stabiliza amintirile cuantice.
Cercetătorii japonezi dezvoltă o metodă de numărare a singurilor electroni.
La 13 februarie 2007, D-Wave Systems afișează public Orion, ceea ce se crede că este primul computer cuantic cu 16 qubit adiabatic. ^[14]
În aprilie 2008, cercetătorii de la Universitatea din Utah, conduși de Ajay Nahata, au demonstrat posibilitatea creării unei porți logice cuantice folosind o fibră optică cu raze T. ^[15]
În 2009 a fost construit primul procesor care folosește 2 qubiți.
La 11 mai 2011, D-Wave Systems anunță D-Wave One , un procesor de 128 qubit, care este primul computer cuantic care este comercializat. ^[16]
În aprilie 2012, oamenii de știință de la Institutul Max Planck , un institut de optică cuantică, au reușit să creeze prima rețea cuantică funcțională.
În mai 2013, Google și NASA au prezentat D-Wave Two , în laboratorul de inteligență artificială cuantică, din California.
În februarie 2016, IBM pune la dispoziție public procesorul IBM Quantum Experience , ^[17] primul computer cuantic în modul cloud cu un procesor de 5 qubit .
La mijlocul anului 2017, IBM pune la dispoziție procesoare cuantice de 16 și 20 qubit prin cloud prin IBM Quantum Experience ^[17] .
În martie 2018, Google Quantum AI Lab ^[18] , prezintă noul procesor Bristlecone de 72 qubit .
La 8 ianuarie 2019, IBM anunță primul computer cuantic comercial „IBM System Q One” și platforma „IBM Q Network” pentru utilizare științifică și comercială la CES .
În ianuarie 2020, IBM a anunțat cel mai mare volum cuantic realizat vreodată, egal cu 32, pe un procesor cuantic de 28 qubit, confirmând tendința anuală de dublare a puterii computerelor sale cuantice.
2020, aprilie - QuTech lansează Quantum Inspire , primul procesor cuantic bazat pe „spin qubits” ^[19]

Descriere

De zeci de ani, creșterea puterii computerului a mers mână în mână cu miniaturizarea circuitelor electronice , un fenomen codificat empiric în legea lui Moore : densitatea tranzistoarelor de pe un microcip și viteza relativă de calcul se dublează la fiecare 18 luni. Miniaturizarea componentelor s-a oprit însă la pragul mecanicii cuantice, făcând imposibilă creșterea în continuare a densității tranzistoarelor și reducerea dimensiunilor circuitelor integrate (măsuri adoptate până acum pentru creșterea performanței de calcul a microprocesoarelor ). Cu o intuiție fericită a informaticii teoretice , mecanica cuantică a fost transformată într-o oportunitate de a construi mașini cu o putere de calcul enorm superioară computerelor convenționale: computerele cuantice .

În loc de biții convenționali - unități de informații binare, indicate în mod convențional cu cifrele 0 și 1 și codificate de cele două stări „deschise” și „închise” ale unui comutator - qubiturile sunt utilizate în computerul cuantic, elemente de bază ale informațiilor cuantice codificate prin starea cuantică în care se găsește o particulă sau un atom . Rotirea unei particule, de exemplu, are două stări care pot codifica informații binare. Ceea ce face ca particulele atomice și subatomice să fie interesante în scopuri de calcul este faptul că pot exista și într-o suprapunere de stări , extinzând enorm posibilitățile de codificare a informațiilor, permițând astfel să se confrunte cu probleme extrem de complexe.

Cu toate acestea, nici manipularea controlată a atomilor și particulelor, nici comunicarea reciprocă a acestora și, în cele din urmă, elaborarea algoritmilor corespunzători, nu sunt ușor de realizat, așa că drumul către realizarea unui computer cuantic abia începe. ^[20] Se cunosc câteva zeci de algoritmi cuantici, care sunt împărțiți între algoritmi algebrici și teoriei numerelor, algoritmi oraculari și algoritmi de aproximare și simulare. ^[21]

Noțiuni de bază

În majoritatea modelelor de calcul clasice, ^[22] computerul are acces la memorie . Acesta este un sistem care poate fi găsit într-un set finit de stări, fiecare dintre ele fiind distinct fizic. Este adesea convenabil să reprezentăm starea acestei memorii ca un șir de simboluri sau, mai simplu, ca un șir de 0 și 1. În acest scenariu, unitatea fundamentală a memoriei este numită un pic și putem măsura „dimensiunea” a memoriei în termeni de numărul de biți necesari pentru a reprezenta pe deplin starea memoriei.

Dacă memoria satisface legile fizicii cuantice, starea memoriei ar putea fi găsită într-o suprapunere cuantică a mai multor posibile stări „clasice”. Dacă stările clasice sunt reprezentate de un șir de biți, memoria cuantică poate fi găsită în orice suprapunere a șirurilor de biți posibile. În scenariul cuantic, unitatea fundamentală a memoriei se numește qubit .

Proprietatea definitorie a unui computer cuantic este capacitatea de a transforma stările de memorie clasice în stări de memorie cuantică și invers. Acest lucru este în contrast cu computerele clasice, deoarece acestea sunt concepute pentru a efectua calcule cu memorie care nu se abate niciodată de la valorile definite cu precizie. Pentru a clarifica acest punct, considerați că informațiile sunt transmise de obicei prin computer ca un semnal electric care poate varia între două valori de tensiune definite. Dacă un semnal ar fi introdus la o tensiune diferită de cele două, comportamentul computerelor ar fi nedefinit.

Desigur, suntem în cele din urmă „ființe clasice” și nu putem observa decât stări clasice. Aceasta înseamnă că computerul cuantic trebuie să-și finalizeze calculul oferind o ieșire clasică. Pentru a produce aceste ieșiri clasice, computerul cuantic este forțat să măsoare părți ale memoriei în diferite momente din timpul calculului. Procesul de măsurare este inerent probabilistic, ceea ce înseamnă că ieșirea unui algoritm cuantic este adesea aleatorie. Sarcina unui proiectant de algoritmi cuantici este să se asigure că randomitatea se potrivește cerințelor problemei în cauză. De exemplu, dacă computerul cuantic caută într-o bază de date cuantică unul dintre numeroasele obiecte marcate, putem cere computerului să scoată oricare dintre obiectele marcate. Calculatorul cuantic reușește sarcina atâta timp cât este puțin probabil să scoată un obiect nesemnat.

Operații cuantice

Modelul predominant de calcul cuantic descrie calculul în termenii unei rețele de porți logice cuantice . Următoarea este o scurtă discuție a subiectului bazată pe capitolul 4 din cartea lui Nielsen și Chuang. ^[23]

Starea unei memorii de calculator poate fi reprezentată ca un vector de lungime egal cu numărul stărilor posibile de memorie. Deci o amintire formată din ${\textstyle n}$ ${\ textstyle n}$ ${\ textstyle n}$ puțină informație are ${\textstyle 2^{n}}$ ${\ textstyle 2 ^ {n}}$ ${\ textstyle 2 ^ {n}}$ stări posibile și vectorul care reprezintă acea stare de memorie are ${\textstyle 2^{n}}$ ${\ textstyle 2 ^ {n}}$ ${\ textstyle 2 ^ {n}}$ introduce. Din punct de vedere clasic, doar una dintre intrări valorează una și toate celelalte zero. Vectorul ar trebui văzut ca un vector de probabilitate și reprezintă faptul că memoria se află într-o anumită stare cu o probabilitate de 100% (adică o probabilitate de una).

În mecanica cuantică, vectorii de probabilitate sunt generalizați la operatorii de densitate . Acesta este fundamentul matematic riguros pentru porțile cuantice, dar formalismul vectorului stării cuantice este de obicei introdus mai întâi, deoarece este simplu din punct de vedere conceptual. În acest articol, va fi tratat doar formalismul vectorilor stărilor cuantice.

Începem prin a lua în considerare o memorie simplă constând dintr-un singur bit. Această memorie poate fi găsită în una din cele două stări: starea zero sau starea una. Starea unei singure memorii qubit poate fi reprezentată folosind notația Dirac după cum urmează:

|0\rangle :={\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix}};\quad |1\rangle :={\begin{pmatrix}0\\1\end{pmatrix}}

{\ displaystyle | 0 \ rangle: = {\ begin {pmatrix} 1 \\ 0 \ end {pmatrix}}; \ quad | 1 \ rangle: = {\ begin {pmatrix} 0 \\ 1 \ end {pmatrix}} }

{\ displaystyle | 0 \ rangle: = {\ begin {pmatrix} 1 \\ 0 \ end {pmatrix}}; \ quad | 1 \ rangle: = {\ begin {pmatrix} 0 \\ 1 \ end {pmatrix}} }

Memoria cuantică poate fi găsită în orice suprapunere ${\textstyle |\psi \rangle }$ ${\ textstyle | \ psi \ rangle}$ ${\ textstyle | \ psi \ rangle}$ a celor două stări clasice ${\textstyle |0\rangle }$ ${\ textstyle | 0 \ rangle}$ ${\ textstyle | 0 \ rangle}$ Și ${\textstyle |1\rangle }$ ${\ textstyle | 1 \ rangle}$ ${\ textstyle | 1 \ rangle}$ :

|\psi \rangle :=\alpha \,|0\rangle +\beta \,|1\rangle ={\begin{pmatrix}\alpha \\\beta \end{pmatrix}};\quad |\alpha |^{2}+|\beta |^{2}=1.

{\ displaystyle | \ psi \ rangle: = \ alpha \, | 0 \ rangle + \ beta \, | 1 \ rangle = {\ begin {pmatrix} \ alpha \\\ beta \ end {pmatrix}}; \ quad | \ alpha | ^ {2} + | \ beta | ^ {2} = 1.}

{\ displaystyle | \ psi \ rangle: = \ alpha \, | 0 \ rangle + \ beta \, | 1 \ rangle = {\ begin {pmatrix} \ alpha \\\ beta \ end {pmatrix}}; \ quad | \ alpha | ^ {2} + | \ beta | ^ {2} = 1.}

În general, coeficienții ${\textstyle \alpha }$ ${\ textstyle \ alpha}$ ${\ textstyle \ alpha}$ Și ${\textstyle \beta }$ ${\ textstyle \ beta}$ ${\ textstyle \ beta}$ sunt numere complexe . În acest scenariu, un qubit informațional se spune că este codat în memoria cuantică. Statul ${\textstyle |\psi \rangle }$ ${\ textstyle | \ psi \ rangle}$ ${\ textstyle | \ psi \ rangle}$ nu este el însuși un vector de probabilitate, dar poate fi conectat la un vector de probabilitate printr-o operație de măsurare. Dacă alegeți să măsurați memoria pentru a determina dacă starea este ${\textstyle |0\rangle }$ ${\ textstyle | 0 \ rangle}$ ${\ textstyle | 0 \ rangle}$ sau ${\textstyle |1\rangle }$ ${\ textstyle | 1 \ rangle}$ ${\ textstyle | 1 \ rangle}$ (aceasta se numește măsurare bazată pe calcul), starea zero ar fi observată cu probabilitate ${\textstyle |\alpha |^{2}}$ ${\ textstyle | \ alpha | ^ {2}}$ ${\ textstyle | \ alpha | ^ {2}}$ și enunțați unul cu probabilitate ${\textstyle |\beta |^{2}}$ ${\ textstyle | \ beta | ^ {2}}$ ${\ textstyle | \ beta | ^ {2}}$ . Vezi intrarea privind amplitudinea probabilității .

Pentru a manipula starea acestei memorii pe un qubit, imaginați-vă aplicând porți cuantice analoage cu porțile logice clasice . O poartă evidentă este poarta NOT, care poate fi reprezentată printr-o matrice

X:={\begin{pmatrix}0&1\\1&0\end{pmatrix}}.

{\ displaystyle X: = {\ begin {pmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \ end {pmatrix}}.}

{\ displaystyle X: = {\ begin {pmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \ end {pmatrix}}.}

Aplicarea formală a acestei porți logice pe un vector de stare cuantică se face prin multiplicarea matricilor . Prin urmare, cineva are ${\textstyle X|0\rangle =|1\rangle }$ ${\ textstyle X | 0 \ rangle = | 1 \ rangle}$ ${\ textstyle X | 0 \ rangle = | 1 \ rangle}$ Și ${\textstyle X|1\rangle =|0\rangle }$ ${\ textstyle X | 1 \ rangle = | 0 \ rangle}$ ${\ textstyle X | 1 \ rangle = | 0 \ rangle}$ cum era de așteptat. Dar aceasta nu este singura poartă logică interesantă pentru un singur qubit. Alte două porți posibile sunt, de exemplu, celelalte două matrice Pauli .

Porțile cu un singur qubit pot funcționa pe amintiri multi-qubit în două moduri importante. O modalitate este să selectați pur și simplu un qubit și să aplicați acel port pe qubitul țintă și să lăsați restul memoriei intacte. Altul este să aplici poarta către țintă numai dacă o altă parte a memoriei se află într-o anumită stare. Să ilustrăm acest lucru cu un alt exemplu.

Luați în considerare o memorie de doi qubit. Stările posibile sunt

|00\rangle :={\begin{pmatrix}1\\0\\0\\0\end{pmatrix}};\quad |01\rangle :={\begin{pmatrix}0\\1\\0\\0\end{pmatrix}};\quad |10\rangle :={\begin{pmatrix}0\\0\\1\\0\end{pmatrix}};\quad |11\rangle :={\begin{pmatrix}0\\0\\0\\1\end{pmatrix}}.

{\ displaystyle | 00 \ rangle: = {\ begin {pmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \ end {pmatrix}}; \ quad | 01 \ rangle: = {\ begin {pmatrix} 0 \\ 1 \\ 0 \\ 0 \ end {pmatrix}}; \ quad | 10 \ rangle: = {\ begin {pmatrix} 0 \\ 0 \\ 1 \\ 0 \ end {pmatrix}}; \ quad | 11 \ rangle : = {\ begin {pmatrix} 0 \\ 0 \\ 0 \\ 1 \ end {pmatrix}}.}

{\ displaystyle | 00 \ rangle: = {\ begin {pmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \ end {pmatrix}}; \ quad | 01 \ rangle: = {\ begin {pmatrix} 0 \\ 1 \\ 0 \\ 0 \ end {pmatrix}}; \ quad | 10 \ rangle: = {\ begin {pmatrix} 0 \\ 0 \\ 1 \\ 0 \ end {pmatrix}}; \ quad | 11 \ rangle : = {\ begin {pmatrix} 0 \\ 0 \\ 0 \\ 1 \ end {pmatrix}}.}

Poarta NOT controlată (CNOT) poate fi apoi definită cu următoarea matrice:

\mathrm {CNOT} :={\begin{pmatrix}1&0&0&0\\0&1&0&0\\0&0&0&1\\0&0&1&0\end{pmatrix}}.

{\ displaystyle \ mathrm {CNOT}: = {\ begin {pmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \ end {pmatrix}}.}

{\ displaystyle \ mathrm {CNOT}: = {\ begin {pmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \ end {pmatrix}}.}

Este ușor să verificați asta ${\textstyle \operatorname {CNOT} |00\rangle =|00\rangle }$ ${\ textstyle \ operatorname {CNOT} | 00 \ rangle = | 00 \ rangle}$ ${\ textstyle \ operatorname {CNOT} | 00 \ rangle = | 00 \ rangle}$ , ${\textstyle \operatorname {CNOT} |01\rangle =|01\rangle }$ ${\ textstyle \ operatorname {CNOT} | 01 \ rangle = | 01 \ rangle}$ ${\ textstyle \ operatorname {CNOT} | 01 \ rangle = | 01 \ rangle}$ , ${\textstyle \operatorname {CNOT} |10\rangle =|11\rangle }$ ${\ textstyle \ operatorname {CNOT} | 10 \ rangle = | 11 \ rangle}$ ${\ textstyle \ operatorname {CNOT} | 10 \ rangle = | 11 \ rangle}$ , Și ${\textstyle \operatorname {CNOT} |11\rangle =|10\rangle }$ ${\ textstyle \ operatorname {CNOT} | 11 \ rangle = | 10 \ rangle}$ ${\ textstyle \ operatorname {CNOT} | 11 \ rangle = | 10 \ rangle}$ . Cu alte cuvinte, CNOT aplică o poartă NU ( ${\textstyle X}$ ${\ textstyle X}$ ${\ textstyle X}$ decât înainte) la al doilea qubit dacă și numai dacă primul qubit este în stare ${\textstyle |1\rangle }$ ${\ textstyle | 1 \ rangle}$ ${\ textstyle | 1 \ rangle}$ . Dacă primul qubit este ${\textstyle |0\rangle }$ ${\ textstyle | 0 \ rangle}$ ${\ textstyle | 0 \ rangle}$ , nimic nu se face cu niciunul dintre qubiți.

Pentru a rezuma, calculul cuantic poate fi descris ca o rețea de porți cuantice și măsurători. Puteți oricând „amâna” măsurarea la sfârșitul unui calcul cuantic, chiar dacă acest lucru poate avea un cost de calcul, conform unor modele. Datorită posibilității de amânare a măsurării, majoritatea circuitelor cuantice sunt reprezentate de o rețea constând numai din porți logice cuantice și fără măsurători.

Orice calcul cuantic poate fi reprezentat ca o rețea de porți dintr-o familie destul de mică de porți. O alegere a familiei de uși care permite această construcție se numește set de uși universal. Un set comun include toate porturile cu qubit unic și portul CNOT. Aceasta înseamnă că orice calcul cuantic poate fi realizat prin rularea unei secvențe de porți cu un singur qubit împreună cu porțile CNOT. Deși acest set de porți este infinit, acesta poate fi înlocuit cu un set finit, apelând la teorema Solovay-Kitaev.

Notă

^ Dennis Overbye , Computing Quantum Is Coming, Bit by Qubit - Cu transmoni și încurcături, oamenii de știință se străduiesc să pună ciudățenia subatomică la scară umană. , în The New York Times , 21 octombrie 2019. Adus 21 octombrie 2019 .
^ The National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, Quantum Computing: Progress and Prospects (2018) , editat de Emily Grumbling și Mark Horowitz, Washington, DC, National Academies Press, 2019, p. I-5, DOI : 10.17226 / 25196 , ISBN 978-0-309-47969-1 ,OCLC 1081001288 .
^ Paul Benioff, Computerul ca sistem fizic: un model microscopic microscopic cuantic Hamiltonian de computere reprezentat de mașinile Turing , în Journal of Statistical Physics , vol. 22, n. 5, 1980, pp. 563-591, Bibcode : 1980JSP .... 22..563B , DOI : 10.1007 / bf01011339 .
^ Richard Feynman, Simulating Physics with Computers ( PDF ), în International Journal of Theoretical Physics , vol. 21, n. 6/7, iunie 1982, pp. 467-488, DOI : 10.1007 / BF02650179 . Adus la 28 februarie 2019 (arhivat de la adresa URL originală la 8 ianuarie 2019) .
^ ( RU ) Manin, Yu. I., Vychislimoe i nevychislimoe [ Computable and Noncomputable ] ( ZIP ), Sov.Radio, 1980, pp. 13-15. Adus la 4 martie 2013 (arhivat din original la 10 mai 2013) .
^ David Mermin, Breaking RSA Encryption with a Quantum Computer: Shor's Factoring Algorithm ( PDF ), în Cornell University, Physics 481-681 Lecture Notes , 28 martie 2006 (arhivat din original la 15 noiembrie 2012) .
^ ^a ^b John Preskill, Calculul cuantic în era NISQ și dincolo , în Quantum , vol. 2, 2018, p. 79, DOI : 10.22331 / q-2018-08-06-79 , arXiv : 1801.00862 .
^ (EN) Scott Aaronson, Opinie | De ce contează jalonul supremației cuantice Google , în New York Times, 30 octombrie 2019, ISSN 0362-4331 ( WC · ACNP ). Adus la 30 octombrie 2019 .
^ Raport de calcul cuantic: jucători , pe quantumcomputingreport.com . Adus la 17 aprilie 2019 .
^ John Preskill, Quantum computing and the entanglement frontier , arXiv : 1203.5813 .
^ Mintea artificială , E. Prati, Capitolul 3 Calculatoare cuantice, EGEA (2017)
^ IBM Q System One, primul computer cuantic comercial , pe Tom's Hardware . Adus la 13 septembrie 2019 .
^ Cursa cuantică a computerelor care atinge Statele Unite și China , pe it.insideover.com , 3 februarie 2019. Adus pe 3 noiembrie 2019 .
^ Giovanni De Matteo, Orion: computerul cuantic face un salt înainte! , pe fantascienza.com . Adus pe 3 noiembrie 2019 .
^ Un computer cu raze T , pe punto-informatico.it , 15 aprilie 2008. Adus pe 3 noiembrie 2019 .
^ D-Wave anunță primul computer cuantic , pe ampletech.net . Adus la 19 mai 2011 (arhivat din original la 22 mai 2011) .
^ ^a ^b IBM Research Quantum Experience , la research.ibm.com , 11 februarie 2016. Accesat la 12 septembrie 2016 (arhivat din original la 27 septembrie 2016) .
^ (EN) O previzualizare a Bristlecone, noul procesor cuantic Google , în Research Blog. Adus la 6 martie 2018 .
^ Calcul cuantic bazat pe Spin Qubits | Zurich Instruments , la www.zhinst.com . Adus la 12 august 2021 .
^ D-wave Two, micul computer cuantic cuantic , pe lescienze.it , 20 iunie 2014.
^ Compilație algoritmi NIST , la math.nist.gov (arhivat din original la 25 iulie 2018) .
^ Maximilien Gadouleau și Søren Riis, Calcul fără memorie: noi rezultate, construcții și extensii , în Theoretical Computer Science , vol. 562, ianuarie 2015, pp. 129-145, DOI : 10.1016 / j.tcs.2014.09.040 .
^ Michael A. Nielsen și Isaac L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information: 10th Anniversary Edition , Cambridge, Cambridge University Press, 2010, DOI : 10.1017 / cbo9780511976667 , ISBN 978-0-511-97666-7 .

Bibliografie

Enrico Prati , Calculatoare cuantice , în Mintea artificială , Milano, EGEA, 2017.

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe computere cuantice

linkuri externe

( EN ) Computer cuantic , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
(EN) computerele cuantice , din Enciclopedia științifico-fantastică .
( RO ) Lucrări referitoare la calculatoarele cuantice , în biblioteca deschisă , arhiva Internet .
Nicola Nosengo , Marșul lent al computerului cuantic , pe treccani.it . Adus la 17 iunie 2021 (Arhivat din original la 13 aprilie 2013) .
Măsurători de feedback cuantice de la Zurich Instruments AG

Controllo di autorità	Thesaurus BNCF 47865 · LCCN ( EN ) sh98002795 · GND ( DE ) 4533372-5 · BNF ( FR ) cb135068781 (data) · BNE ( ES ) XX556504 (data) · NDL ( EN , JA ) 01072652

Portale Fisica : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di fisica

[NYT-20191021-1] Dennis Overbye , Computing Quantum Is Coming, Bit by Qubit - Cu transmoni și încurcături, oamenii de știință se străduiesc să pună ciudățenia subatomică la scară umană. , în The New York Times , 21 octombrie 2019. Adus 21 octombrie 2019 .

[2018Report-2] The National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, Quantum Computing: Progress and Prospects (2018) , editat de Emily Grumbling și Mark Horowitz, Washington, DC, National Academies Press, 2019, p. I-5, DOI : 10.17226 / 25196 , ISBN 978-0-309-47969-1 ,OCLC 1081001288 .

[3] Paul Benioff, Computerul ca sistem fizic: un model microscopic microscopic cuantic Hamiltonian de computere reprezentat de mașinile Turing , în Journal of Statistical Physics , vol. 22, n. 5, 1980, pp. 563-591, Bibcode : 1980JSP .... 22..563B , DOI : 10.1007 / bf01011339 .

[4] Richard Feynman, Simulating Physics with Computers ( PDF ), în International Journal of Theoretical Physics , vol. 21, n. 6/7, iunie 1982, pp. 467-488, DOI : 10.1007 / BF02650179 . Adus la 28 februarie 2019 (arhivat de la adresa URL originală la 8 ianuarie 2019) .

[manin1980vychislimoe-5] ( RU ) Manin, Yu. I., Vychislimoe i nevychislimoe [ Computable and Noncomputable ] ( ZIP ), Sov.Radio, 1980, pp. 13-15. Adus la 4 martie 2013 (arhivat din original la 10 mai 2013) .

[6] David Mermin, Breaking RSA Encryption with a Quantum Computer: Shor's Factoring Algorithm ( PDF ), în Cornell University, Physics 481-681 Lecture Notes , 28 martie 2006 (arhivat din original la 15 noiembrie 2012) .

[preskill2018-7] John Preskill, Calculul cuantic în era NISQ și dincolo , în Quantum , vol. 2, 2018, p. 79, DOI : 10.22331 / q-2018-08-06-79 , arXiv : 1801.00862 .

[8] (EN) Scott Aaronson, Opinie | De ce contează jalonul supremației cuantice Google , în New York Times, 30 octombrie 2019, ISSN 0362-4331 ( WC · ACNP ). Adus la 30 octombrie 2019 .

[9] Raport de calcul cuantic: jucători , pe quantumcomputingreport.com . Adus la 17 aprilie 2019 .

[preskill2012-10] John Preskill, Quantum computing and the entanglement frontier , arXiv : 1203.5813 .

[11] Mintea artificială , E. Prati, Capitolul 3 Calculatoare cuantice, EGEA (2017)

[12] IBM Q System One, primul computer cuantic comercial , pe Tom's Hardware . Adus la 13 septembrie 2019 .

[13] Cursa cuantică a computerelor care atinge Statele Unite și China , pe it.insideover.com , 3 februarie 2019. Adus pe 3 noiembrie 2019 .

[14] Giovanni De Matteo, Orion: computerul cuantic face un salt înainte! , pe fantascienza.com . Adus pe 3 noiembrie 2019 .

[15] Un computer cu raze T , pe punto-informatico.it , 15 aprilie 2008. Adus pe 3 noiembrie 2019 .

[16] D-Wave anunță primul computer cuantic , pe ampletech.net . Adus la 19 mai 2011 (arhivat din original la 22 mai 2011) .

[A-17] IBM Research Quantum Experience , la research.ibm.com , 11 februarie 2016. Accesat la 12 septembrie 2016 (arhivat din original la 27 septembrie 2016) .

[18] (EN) O previzualizare a Bristlecone, noul procesor cuantic Google , în Research Blog. Adus la 6 martie 2018 .

[19] Calcul cuantic bazat pe Spin Qubits | Zurich Instruments , la www.zhinst.com . Adus la 12 august 2021 .

[20] D-wave Two, micul computer cuantic cuantic , pe lescienze.it , 20 iunie 2014.

[21] Compilație algoritmi NIST , la math.nist.gov (arhivat din original la 25 iulie 2018) .

[22] Maximilien Gadouleau și Søren Riis, Calcul fără memorie: noi rezultate, construcții și extensii , în Theoretical Computer Science , vol. 562, ianuarie 2015, pp. 129-145, DOI : 10.1016 / j.tcs.2014.09.040 .

[23] Michael A. Nielsen și Isaac L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information: 10th Anniversary Edition , Cambridge, Cambridge University Press, 2010, DOI : 10.1017 / cbo9780511976667 , ISBN 978-0-511-97666-7 .

[1]

[2],

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10],

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

V · D · M Tehnologii emergente
Agricultură	Agricultură de precizie · Carne cultivată · Skyfarming
Electronică	Memristore · Nas electronic · Spintronics
Putere	Energie de fuziune · Energie regenerabilă ( biocombustibil · centrală solară orbitală · Concentrație solară · Economie de hidrogen · Fotosinteză artificială · Generator eolian de zmeu ) · Energie de stocare ( baterie litiu-fier-fosfat · Depozitare rotativă · Depozitare termică · Supercondensator ) · Reactor nuclear cu sare topită · Rețea inteligentă · Transfer wireless de energie
Informatie si comunicare	Atomtronics · Computer optică · Quantum calculator · Criptografia cuantică · disc optic patra generație ( memorie holografic ) · GPGPU · Inteligenta Artificiala ( de recunoaștere a vocii · traducere automată · semantic web ) · Memorie ( FeRAM · memorie schimbare de fază · Hipodromul memorie · RRAM ) · Radio -identificarea frecvenței
Neuroscienze	Elettroencefalografia · Trasferimento della mente ( Neuroinformatica ) · Neuroprotesi ( Occhio bionico ) · Psicotronica ( Teoria delle sevizie elettroniche )
Produzione	Assemblatore molecolare · Claytronica · Nebbia utile · Stampa 3D
Robotica	Domotica · Esoscheletro · Nanorobot · Robotica degli sciami
Schermi	Autostereoscopia
Scienza dei materiali	Biomateriale · Grafene · Materia programmabile · Metamateriale · Nanotecnologia ( Nanomateriali · Nanotecnologia molecolare · Nanotubo di carbonio ) · Punto quantico · Superfluidità
Tecnologia biomedica	Animazione sospesa · Biologia di sintesi ( Genomica di sintesi ) · Chirurgia robotica · Crionica ( Criopreservazione ) · Genetica personalizzata · Ingegneria genetica ( Terapia genica ) · Medicina rigenerativa ( Ingegneria tissutale ) · Utero artificiale
Trasporti	Aereo da trasporto supersonico · Autovettura autonoma · Auto volante · Ferrovia a levitazione aerodinamica · Jet pack · Motore ad onda di detonazione · Motore al plasma ( Propulsore magnetoplasmadinamico ) · Personal Rapid Transit · Propulsore ionico · Propulsione nucleare ad impulso · Razzo a fusione nucleare · Scramjet · Spazioplano · Treno a levitazione magnetica · V2V · Vactrain · Vela solare · Viaggio interstellare
Altro	Antigravità · Arcologia · Demagnetizzazione adiabatica · Scudo deflettore