Висвітлено теоретичні засади виконання квантових розрахунків за допомогою квантових процесорів з використанням їх квантових властивостей. Розглянуто питання розраховності функцій, складності алгоритмів, квантові біти, логічні елементи, обчислювальні мережі.

Освещены теоретические основы выполнения квантовых расчётов с помощью квантовых процессоров с использованием их квантовых свойств. Рассмотрены вопросы расчётности функций, сложности алгоритмов, квантовые биты, логические элементы, вычислительные сети.

Індекс рубрикатора НБУВ: З973.9 + В368.3

Рубрики:

Інші типи комп'ютерів

Фізика низьких температур

Шифр НБУВ: Ж14063 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: квантовый компьютер, квантовый гейт, кубит, регистр, кубитная теория поля
Індекс рубрикатора НБУВ: З973.9

Рубрики:

Інші типи комп'ютерів

Шифр НБУВ: Ж29137 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто проблему створення нового класу комп'ютерів так званих образних комп'ютерів. Дані системи базуються на інформації про зовнішнє середовище у вигляді образів. Комп'ютер обробляє образну інформацію. Образи відповідають об'єктам реального світу і можуть обмінюватися інформацією між собою та впливати один на одного, взаємодіяти між собою, а комп'ютер моделює цю взаємодію. Запропоновано варіант опису образу та приклади його представлення.

Мета праці - ознайомити з основами теорії та практики квантових обчислень науковців і програмістів, які не є фахівцями в даній галузі. Розглянуто сучасні досягнення і проблеми на шляху до створення квантового комп'ютера.

Проанализирован один из наиболее известных алгоритмов квантовых вычислений - алгоритм факторизации Шора. Приведены результаты моделирования алгоритма, а также оценки количества ресурсов, необходимых для вычислений.

Запропоновано варіанти апаратної реалізації структурних елементів для подальшого застосування їх в загальній структурі оптико-електронних моделей образного комп'ютера. Наведено розроблені структурно-функціональні схеми багатофункціональних оптоелектронних модулів, здійснено їх порівняльний аналіз, а також запропоновано удосконалений варіант оптоелектронного модуля, в якому реалізується принцип динамічної багатофункціональності з застосуванням квантронної елементної бази.

Рассмотрены основные концепции квантовой теории информации, принципы квантовых вычислений и возможность создания на их основе уникального по вычислительной мощности и принципу функционирования устройства - квантового компьютера. Представлены основные блоки квантовой логики, схемы реализации квантовых вычислений, а также известные сегодня эффективные квантовые алгоритмы, которые призваны воплотить преимущества квантовых вычислений над классическими. Среди них особое место занимают алгоритм Шора факторизации чисел и алгоритм Гровера поиска в неупорядоченных базах данных. Описано явление декогеренции, ее влияние на стабильность квантового компьютера и методы коррекции квантовых ошибок. Изложена концепция топологического квантового вычисления, которое не обладает большей вычислительной мощностью по сравнению с обычным квантовым вычислением, но обладает естественной помехоустойчивостью. Показана необходимость анионной статистики его кубитов и представлена наглядная анионная модель реализации топологического квантового вычисления.

When a two-level quantum system is irradiated with a microwave signal in resonance with the energy difference between the levels, it starts Rabi oscillations between those states. If there are other states close, in energy, to the first two, the microwave signal will also induce transitions to those. Here we study the probability of transition to the third state, in a three-level system, while Rabi oscillations between the first two states are performed. We investigate the effect of pulse shaping on the probability and suggest methods for optimizing the pulse shapes to reduce the transition probability.

Запропоновано систему трійкової логіки для виконання логічних та арифметичних операцій на квантовому комп'ютері. Розглянуто можливе трактування трьох логічних станів і принцип їх реалізації на основі ядерного магнітного резонансу в кремнії, легованому азотом або літієм.

Запропоновано основи теорії логіко-часових середовищ, в запропонованій інтерпретації теореми граничного ущільнення інформації, що базується на об'єктивних причинно-наслідкових зв'язках технологічних властивостей фізичного середовища, системному обгрунтуванні і математичних моделях ЛЧС, нових принципах запису і кодування, представлення, перетворення, передачі та обробки машинної інформації.

Стисло викладено властивості кубітів, квантових регістрів, поняття "сплетених" станів. Описано особливості квантових логічних операцій та алгоритмів. Пояснено причини небувалого паралелізму та пов'язаних з ним переваг квантових обчислень. Вказано на руйнівний вплив декогеренції та на ефективні методи боротьби з нею. Пред'явлено технічні вимоги до елементної бази квантового процесора та показано можливі шляхи його реалізації. Описано зарядові та потокові надпровідні кубіти, ефективні схеми зчитування та запису в них інформації, взаємодію таких кубітів з електромагнітним полем, методи реалізації над ними функціонально повного набору квантових логічних операцій. Розглянуто питання об'єднання сотень надпровідних кубітів у єдину систему.

Запропоновано схему реалізації трійкового квантового комп'ютера, що базується на використанні лазера з чотирма робочими рівнями та розглянуто необхідні базисні функції, що мають на ньому виконуватись. Останнім дано одну з можливих інтерпретацій з погляду логіки з розрядністю 3.

Розв'язано актуальну науково-прикладну задачу - побудова математичної моделі квантової обчислювальної системи, на базі якої розроблено технологію комп'ютерного експерименту, що призначена для дослідження квантових інформаційних процесів. Використання даної технології дозволяє перевірити на моделях ряд властивостей й ефектів, характерних для квантових інформаційних процесів. Розглянуто трьохкрокову модель квантової операції та встановлено, що вона дозволяє уніфіковано описувати унітарні перетворення квантової системи та необоротні. Створено модель квантового автомату як системи взаємодіючих квантових операцій. Дані математичні моделі покладено в основу розробки каркасу системи імітаційного моделювання квантових автоматів. Показано,що квантові автомати ведуть себе у відповідності до найбільш загальних законів квантової фізики та дозволяють моделювати відомі в квантовій інформатиці ефекти, зокрема, квантову телепортацію. Одержано теоретичні результати, які дозволяють розробити методи синтезу та верифікації квантових операцій у термінах характеристичного оператора квантового каналу.

Рассмотрены алгоритмы реализации интерполирования функций, адаптированные к информационному технологическому процессу матрично-алгебраической электронной вычислительной машины - машины нового поколения.

Рассмотрен подход к построению доопределений частично определенных арифметических функций в системе обратимых преобразований и их классов на абстрактном регистре. Определены условия замыкания классов и возможность их представления в системе квантовых вычислений.

Проведен анализ особенностей использования современных квантовых технологий для обеспечения конфиденциальной связи.

Індекс рубрикатора НБУВ: З973.9

Рубрики:

Інші типи комп'ютерів

Шифр НБУВ: Ж24450 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто можливості створення "свідомих" комп'ютерів та роботів на базі використання майбутніх досягнень нанотехнологій у конструюванні штучно оживлених матеріалів і сполук. Широко використано матеріали спецвипуску американського журналу Scientific American (SA) "Нанотехнології".

Предложен обзор публикаций о результатах разработок и исследований наноэлектромеханических структур с точки зрения специалиста по компьютерным техническим средствам. Описаны результаты исследований экспериментальных образцов и защищенных патентами США элементов вычислительной техники.