Закон Мура. Основоположники квантовой информатики

Содержание

Слайд 2

ЗАКОН МУРА Гордон Мур, основатель корпорации Intel

ЗАКОН МУРА

Гордон Мур, основатель корпорации Intel

Слайд 3

Слайд 4

ОСНОВОПОЛОЖНИКИ КВАНТОВОЙ ИНФОРМАТИКИ Юрий Манин Ричард Фейнман Дэвид Дойч

ОСНОВОПОЛОЖНИКИ КВАНТОВОЙ ИНФОРМАТИКИ

Юрий Манин

Ричард Фейнман

Дэвид Дойч

Слайд 5

ХРОНОЛОГИЯ 1980 – советский математик Ю. Манин высказал в монографии “Вычислимое

ХРОНОЛОГИЯ

1980 – советский математик Ю. Манин высказал в монографии “Вычислимое и

невычислимое” идею квантовых вычислений;
1982 – американский физик-теоретик Р. Фейнман обосновал целесообразность применения квантовых вычислений;
1985 – британский физик-теоретик Д. Дойч предложил конкретную математическую модель квантового компьютера;
1994 – американский математик П. Шор предложил квантовый алгоритм факторизации;
Слайд 6

1998 – исследователям из Массачусетского ТИ удалось впервые распределить один кубит

1998 – исследователям из Массачусетского ТИ удалось впервые распределить один кубит

между тремя ядерными спинами. Создан первый прототип квантового компьютера;
2001 – демонстрация выполнения алгоритма Шора специалистами IBM и Стэндфордского университета на 7-кубитном квантовом вычислителе;
2005 – в институте квантовой оптики и квантовой информации при Инсбрукском университете впервые удалось получить кубайт (8 кубит).
Слайд 7

ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА В качестве кубитов могут быть использованы: ионы или атомы

ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА

В качестве кубитов могут быть использованы:
ионы или атомы
сверхпроводниковые структуры с

переходами Джозефсона
отдельные электроны и ядра
квантовые точки на сверхпроводниковых структурах
определённые состояния квантового электромагнитного поля
Слайд 8

Слайд 9

КВАНТОВЫЙ КОМПЬЮТЕР НА ИОНАХ В ЛОВУШКАХ В качестве кубитов используются ионы,

КВАНТОВЫЙ КОМПЬЮТЕР НА ИОНАХ В ЛОВУШКАХ

В качестве кубитов используются ионы, удерживаемые

в электрическом поле в условиях лазерного охлаждения их до микрокельвиновых температур.
Слайд 10

КВАНТОВЫЙ ЯМР-КОМПЬЮТЕР НА ОРГАНИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ В качестве кубитов используются спины ядер

КВАНТОВЫЙ ЯМР-КОМПЬЮТЕР НА ОРГАНИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ

В качестве кубитов используются спины ядер атомов,

принадлежащих молекулам органических жидкостей. Для индивидуального обращения к кубитам используется ядерный магнитный резонанс.
Слайд 11

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КВАНТОВЫЙ ЯМР-КОМПЬЮТЕР С ИНДИВИДУАЛЬНЫМ ОБРАЩЕНИЕМ К КУБИТАМ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КВАНТОВЫЙ ЯМР-КОМПЬЮТЕР С ИНДИВИДУАЛЬНЫМ ОБРАЩЕНИЕМ К КУБИТАМ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Преимущества:
Учитывая

достижения современной нанотехнологии, в этом варианте можно создать систему из многих тысяч кубитов;
Позволяет решить проблему экспоненциального уменьшения сигнала с ростом числа кубитов.
Ограничения:
Наличие управляющих затворов, шумовое напряжение на которых является существенным источником декогерентизации.
Слайд 12

КВАНТОВЫЙ КОМПЬЮТЕР НА КВАНТОВЫХ ТОЧКАХ С ЭЛЕКТРОННЫМИ ОРБИТАЛЬНЫМИ И СПИНОВЫМИ СОСТОЯНИЯМИ

КВАНТОВЫЙ КОМПЬЮТЕР НА КВАНТОВЫХ ТОЧКАХ С ЭЛЕКТРОННЫМИ ОРБИТАЛЬНЫМИ И СПИНОВЫМИ СОСТОЯНИЯМИ

Преимущества:
Способны

работать при более высоких температурах;
Имеют значительно более высокие тактовую частоту и величину измеряемого сигнала;
Современная нанотехнология позволяет создавать квантовые структуры с практически неограниченным числом кубитов.
Ограничения:
Относительно быстрая декогерентизация квантовых состояний.
Слайд 13

КВАНТОВЫЙ КОМПЬЮТЕР НА ПЕРЕХОДАХ ДЖОЗЕФСОНА Преимущества: Возможность реализации квантового вычислителя на

КВАНТОВЫЙ КОМПЬЮТЕР НА ПЕРЕХОДАХ ДЖОЗЕФСОНА

Преимущества:
Возможность реализации квантового вычислителя на одном кристалле.

Для управления кубитами не требуются громоздкие лазерные или ЯМР-установки.
Ограничения:
Сложная технология производства.
Слайд 14