Computer cuantic

Sfera lui Bloch este o reprezentare a unui qubit , cărămida computerelor cuantice

Cuantica de calcul este studiul unui model non-clasic de calcul: în timp ce modelele tradiționale, cum ar fi mașina Turing sau calculul lambda, se bazează pe reprezentări „clasice” ale memoriei de calcul, un computer cuantic poate transforma memoria într-o suprapunere a majorității erau clasice . ^[1] Un computer cuantic (sau cuantic) este, prin urmare, un dispozitiv care poate efectua astfel de calcule ^[2], iar câmpul corespunzător este strâns legat de „ calculul cuantic , care include și criptografia cuantică și comunicarea cuantică.

Istorie

Calculul cuantic începe la începutul anilor 1980, când fizicianul Paul Benioff oferă primul model cuantic al mașinii Turing . ^[3] În urma lui Richard Feynman și Yuri Manin exprimă 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 a publicat un algoritm cuantic care a luat în considerare numere întregi în timp polinomial . ^[6] Acesta este un punct de cotitură în domeniu: o metodă importantă de criptografie asimetrică cunoscută sub numele de RSA se bazează pe presupunerea că factorizarea numerelor întregi este dificilă 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 de către guverne, deja în curs de desfășurare a companiilor și a start-up-urilor. ^[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 computerului cuantic a fost expusă separat în două articole publicate independent prin intermediul fizicienilor 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 care poate fi programat cu orice algoritm cuantic.
Chiar și Eric Drexler , independent, s-a gândit la construirea de computere moleculare în cartea sa Engines of Creation din 1986 („Motoarele creației”).
În 1992, Deutsch și Jozsa anunță primul algoritm care prezintă un avantaj cuantic.
În 1994, Peter Shor a arătat că ar fi posibil să se ia în calcul orice viteză mare de procesare.
În 1998 fizicianul Bruce Kane a propus construirea unui procesor cuantic de atomi de fosfor dispuși pe un strat de siliciu de multe ori doar 25 nanometri. Tu Kane computer cuantic.

Schema computerizată a lui Kane

În 2001 IBM demonstrează primul calcul al unui algoritm cuantic prin intermediul unui experiment constând din impulsuri electromagnetice care manipulează o rezonanță magnetică nucleară a moleculelor formate din șapte atomi, care acționează ca 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 se demonstrează că prima poartă cuantică a spus că logica NU este controlată (CNOT) prin intermediul unor qubiți supraconductori.
În 2012 , compania canadiană D-Wave a anunțat primul computer cuantic comercial. Este un „recuamant cuantic”, numit Vezuviu, format din 64 de registre de 8 qubiți cu superconductor. Modelul este achiziționat pentru cercetare de către NASA împreună cu Google și Lockheed Martin .
În 2019 există calculatoare cuantice comerciale bazate respectiv pe superconductori și pe ionii 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 System One Q, care poate fi utilizat de la distanță. ^[12]

În ciuda unor conexiuni ale calculatoarelor cuantice cu domeniul comunicațiilor cuantice legate de exemplu de posibila utilizare a fotonilor pentru conectarea stărilor 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 , Centrul de Cercetare Almaden , în care un grup condus de Isaac Chuang , creează un computer cuantic cu 7 qubiți (format dintr-o singură moleculă cu 7 spin nucleare).
În 2005, fizicienii Universității din Arizona au putut măsura direct modificările suferite de lungimea de undă a unui atom în contact cu o suprafață.
În februarie 2005 se realizează, pentru prima dată, o corelație cuantică între atomii artificiali .
În decembrie 2005, este creat de oamenii de știință ai institutului pentru optica cuantică și informatica cuantică dell ' Universitatea din Innsbruck (în Austria ) primul qubyte (8 qubit).
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 criogene 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 despre primul computer cuantic adiabatic cu 16 qubiți. ^[14]
În aprilie 2008, cercetătorii de la „ Universitatea din Utah, conduși de Ajay Nahata, demonstrează capacitatea de a crea o poartă logică cuantică folosind o fibră optică la razele 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 se întâmplă să fie primul computer cuantic care este comercializat. ^[16]
În aprilie 2012, oamenii de știință ai Institutului Max Planck al Institutului de Optică Cuantică au creat prima rețea cuantică funcțională.
În mai 2013, Google și NASA au D-Wave Two , în laboratorul de inteligență artificială cuantică din California.
În februarie 2016 IBM pune la dispoziția publicului computerul IBM Quantum Experience , ^[17] primul computer cuantic din cloud cu 5 qubit de procesor.
La mijlocul anului 2017 IBM pune la dispoziție prin cloud, prin IBM Quantum Experience , ^[17] procesoare cuantice la 16:20 qubit .
În martie 2018, Google Quantum AI Lab ^[18] , prezintă noul procesor Bristlecone la 72 de qubiți .
8 ianuarie 2019, IBM a anunțat la CES primele computere cuantice pentru uz comercial „IBM System Q One” și platforma „IBM Network Q” pentru uz științific și comercial.
În ianuarie 2020, IBM a anunțat că volumul cuantic a crescut, de 32, la un procesor cuantic cu 28 de qubiți, confirmând tendința de a dubla capacitatea anuală a computerelor sale cuantice.
2020 aprilie - QuTech lansează Quantum Inspire , primul procesor cuantic bazat pe „spin qubits” ^[19]

Descriere

De zeci de ani, creșterea puterii computerelor a mers mână în mână cu miniaturizarea circuitelor electronice , fenomen codificat empiric în legea lui Moore : densitatea tranzistoarelor pe un microcip și viteza relativă de calcul se dublează la fiecare 18 luni. Cu toate acestea, miniaturizarea componentelor sa oprit în pragul mecanicii cuantice, făcând imposibilă creșterea în continuare a densității tranzistoarelor și reducerea dimensiunii circuitelor integrate (expedienți până astăzi adoptați pentru a crește performanța microprocesorului). Cu o intuiție fericită de „ informatică teoretică , mecanica cuantică a fost transformată într-o oportunitate de a construi mașini cu o putere de calcul mult superioară computerelor convenționale: computerele cuantice.

În locul bitului convențional - al unităților de informații binare, indicate în mod convențional cu cifrele 0 și 1 și codificate de cele două stări „deschise” și „închise” ale unui comutator - în computerul cuantic utilizând qubit , elementele de bază ale informației cuantice codificat de starea cuantică în care există o particulă sau un atom . Rotirea unei particule, de exemplu, are două stări care pot codifica informații binare. Pentru a-l face interesant în scopuri de calcul, particulele atomice și subatomice sunt faptul că pot exista și într-o suprapunere de stări , extinzând foarte mult posibilitățile de codificare a informațiilor, permițând astfel să facă față problemelor extrem de complexe.

Cu toate acestea, nici manipularea controlată a atomilor și particulelor, nici comunicarea reciprocă a acestora și, în cele din urmă, scrierea algoritmilor adecvați, sunt ținte ușor de atins, prin care calea de realizare a unui computer cuantic abia începe. ^[20] Acestea sunt câteva note de zeci de algoritmi cuantici care sunt împărțiți între algoritmi algebrici și teoria numerelor, algoritmi oraculari și algoritmi de aproximare și simulare. ^[21]

Noțiuni de bază

În majoritatea modelelor clasice de calcul, ^[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 de bază a memoriei se numește qubiți .

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, luați în considerare faptul că informațiile sunt transmise de obicei prin computer ca un semnal electric care poate varia între două valori de tensiune definită. 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 întâmplarea 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 de memorie posibile. 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 densitatea operatorilor . 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 unui singur qubit de memorie 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, se spune că un qubit de informații 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 cu 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 ${\textstyle |\beta |^{2}}$ ${\ textstyle | \ beta | ^ {2}}$ ${\ textstyle | \ beta | ^ {2}}$ . A se vedea articolul de pe „ amplitudinea probabilității ”.

Pentru a manipula starea acestei memorii pe un qubit, imaginați-vă aplicarea porților cuantice similare cu porțile logice clasice . Un port evident 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 realizează folosind înmulțirea matricei . 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. Sunt posibile alte două porturi, 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}}.}

Se poate defini apoi poarta NOT controlată cu următoarea matrice (CNOT):

\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 să „amânați” 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. Accesat la 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, cod bib : 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 (depus de „Adresa URL originală 8 ianuarie 2019).
^ (RU) Manin, Yu. I., Vychislimoe the nevychislimoe [Computable and Noncomputable] (ZIP), Sov.Radio, 1980, pp. 13-15. Adus la 4 martie 2013 (depus de „url original 10 mai 2013).
^ David Mermin, Breaking RSA Encryption with a Quantum Computer: Shor's Factoring Algorithm (PDF), la Cornell University, Physics 481-681 Lecture Notes, 28 martie 2006 (depus de „Original url 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 .
^ (RO) 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 .
^ Raportul Quantum Computing: Jucători pe quantumcomputingreport.com. Adus la 17 aprilie 2019 .
^ John Preskill, Quantum computing and the entanglement frontier, arXiv : 1203.5813 .
^ Artificial Mind , E. Prati, Cap.3 Calculatoare cuantice, EGEA (2017)
^ IBM Q System One, primul computer cuantic comercial , de pe Tom's Hardware. Adus la 13 septembrie 2019 .
^ Cursa către computerul cuantic care atinge Statele Unite și China , pe it.insideover.com, 3 februarie 2019. Accesat pe 3 noiembrie 2019.
^ Giovanni De Matteo, Orion: computerul cuantic face un salt înainte! , pe fantascienza.com . Adus pe 3 noiembrie 2019 .
^ Un computer Raze T pe punto-informatico.it, 15 aprilie 2008. Adus pe 3 noiembrie 2019.
^ D-Wave anunță primul computer cuantic , pe ampletech.net. Adus pe 19 mai 2011 (depus de 'url original 22 mai 2011).
^ ^A ^b IBM Research Quantum Experience pe research.ibm.com, 11 februarie 2016. Accesat pe 12 septembrie 2016 (depus de „URL original 27 septembrie 2016).
^ (EN) O previzualizare a Bristlecone, noul procesor cuantic Google , în Research Blog. Adus la 6 martie 2018 .
^ Calcul pe baza cuantului spin qubit | Zurich Instruments , pe www.zhinst.com. Adus la 12 august 2021 .
^ D Two-wave, the quantum bit quantum computer , pe lescienze.it, 20 iunie 2014.
^ Colecție de algoritmi la NIST pe math.nist.gov (depusă de 'url original 25 iulie 2018).
^ Maximilien Gadouleau și Søren Riis, calcul fără memorie: Rezultate noi, construcții, extensii și , 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, minte artificială, Milano, EGEA, 2017.

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe computerul cuantic

linkuri externe

(EN) computer cuantic , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
(EN) computerele cuantice , din Enciclopedia științifico-fantastică .
(EN) Funcționează pe computere cuantice , în Open Library , Internet Archive .
Nicola Nosengo , marșul lent al computerului cuantic de pe treccani.it. Adus la 17 iunie 2021 (depus de 'url original 13 aprilie 2013).
Măsurători ale feedback-ului cuantic 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. Accesat la 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, cod bib : 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 (depus de „Adresa URL originală 8 ianuarie 2019).

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

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

[preskill2018-7] 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 .

[8] (RO) 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] Raportul Quantum Computing: Jucători pe quantumcomputingreport.com. Adus la 17 aprilie 2019 .

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

[11] Artificial Mind , E. Prati, Cap.3 Calculatoare cuantice, EGEA (2017)

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

[13] Cursa către computerul cuantic care atinge Statele Unite și China , pe it.insideover.com, 3 februarie 2019. Accesat 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 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 pe 19 mai 2011 (depus de 'url original 22 mai 2011).

[A-17] A ^b IBM Research Quantum Experience pe research.ibm.com, 11 februarie 2016. Accesat pe 12 septembrie 2016 (depus de „URL original 27 septembrie 2016).

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

[19] Calcul pe baza cuantului spin qubit | Zurich Instruments , pe www.zhinst.com. Adus la 12 august 2021 .

[20] D Two-wave, the quantum bit quantum computer , pe lescienze.it, 20 iunie 2014.

[21] Colecție de algoritmi la NIST pe math.nist.gov (depusă de 'url original 25 iulie 2018).

[22] Maximilien Gadouleau și Søren Riis, calcul fără memorie: Rezultate noi, construcții, extensii și , 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