'

Библиотека эмуляции квантовых вычислений

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Библиотека эмуляции квантовых вычислений Новиков Петр Андреевич


Слайд 1

Квантовая информатика Закон Мура: за 2 года производительность компьютера увеличивается в 2 раза (ни разу не нарушался с 1958 г.) К 2025 г. структурные элементы вычислительной машины станут настолько малы, что для них преобладающими станут законы квантовой физики Требуется коренной пересмотр принципов работы компьютера


Слайд 2

Квантовый регистр Один кубит: ?0 |0> + ?1 |1> При измерении получаем значение 0 с вероятностью ?02, значение 1 с вероятностью ?12 Три кубита: ?000 |000> + ?001 |001> + ?010 |010> + ?011 |011> + ?100 |100> + ?101 |101> + ?110 |110> + ?111 |111> При измерении получаем значение 100 с вероятностью ?1002 Для эмуляции n-кубитового квантового регистра требуется ~2n байт (посчитайте классический эквивалент 100-кубитового квантового компьютера)


Слайд 3

Особенности квантовой информатики Состояния регистра — суперпозиции чистых состояний Операции над регистром — унитарные операторы Квантовая запутанность регистра Измерения приводят к разрушению Теорема о невозможности копирования: невозможно копировать неизвестное квантовое состояние


Слайд 4

Известные преимущества квантовой информатики Алгоритм факторизации Шора Алгоритм поиска Гровера Квантовое преобразование Фурье Задача нахождения периода


Слайд 5

Актуальность разработки «квантового» ПО сейчас Пока не создано квантового компьютера, единственная возможность практического изучения квантовой информатики – эмуляция квантового компьютера на классическом В случае создания квантового компьютера этапы написания, отладки и тестирования программ будут проходить по большей части на классическом компьютере Разработанное «квантовое» ПО и его доказанные преимущества позволят легче привлечь инвестиции в физическое создание и совершенствование квантового компьютера


Слайд 6

Библиотека эмуляции квантовых вычислений Средство разработки квантового ПО в привычной современному разработчику среде ? на языке C++ Эмуляция квантового регистра, унитарных преобразований, условных операторов, операторов измерения Удобный набор стандартных операторов для квантовых вычислений: элемент Адамара, операторы Паули, CNOT, Тоффоли и др.


Слайд 7

Пример: квантовая телепортация H X Z M1 M2 (схема заимствована из презентации Ала Ахо http://www.cs.columbia.edu/~aho/)


Слайд 8

#include <qsim.h> ... qubit psi(1, 2); vector<qubit> q; q.push_back(qubit::ZERO()); q.push_back(qubit::ZERO()); qreg reg(q); reg.feed(qopr::H(), qopr::ID()); // Generate EPR Pair reg.feed(qopr::CNOT()); // Generate EPR Pair reg.push_front(psi); reg.feed(qopr::CNOT(), qopr::ID()); reg.feed(qopr::H(), qopr::ID(), qopr::ID()); int M0 = reg.MES(0); int M1 = reg.MES(0); if(M1) reg.feed(qopr::X()); if(M0) reg.feed(qopr::Z()); H X Z M1 M2


Слайд 9

Адрес библиотеки: http://novikov.amikeco.ru, http://novikov.amikeco.ru/qsim.zip Литература: Нильсен,М., Чанг И. Квантовые вычисления и квантовая информация. М.: Мир, 2006. Svore K., Cross A., Aho A., Chuang I., Markov I. Toward a Software Architecture for Quantum Computing Design Tools. Proceedings of Quantum Programming Languages (QPL). July 2004. p. 127?144.


×

HTML:





Ссылка: