Интегральные схемы Транзисторы




Скачать 113.28 Kb.
Дата 15.09.2016
Размер 113.28 Kb.
Эволюция развития компьютеров









Квантовые ??




Интегральные схемы





Транзисторы





Радиолампы



Реле











1. Состояние.  n 


2. Волновая функция. (x,t).

Непрерывность.Ограниченность.Однозначность.

Статистическая интерпретация.


3. Физическая величина --- Оператор

4. Уравнение Шредингера


5. Принцин суперпозиции


6. Постулат об измерении

7. Симметричные –антисимметричные состояния



=a 1 b2

Постулат об измерении




ПРИБОР










f1, f2, f3, …fn, fn+1, …



Ф=Сnn




Классическое кодирование информации
1бит (binary digits=bits) - 0 или 1

( конденсатор, ток, отражение, … )
Например, в 3-х битах могут быть размещены 8 “символов”:




1 ый бит

2-ой бит

3-ий бит

Символ 1

0

0

0

Символ 2

0

0

1

Символ 3

0

1

0

Символ 4

0

1

1

Символ 5

1

0

0

Символ 6

1

0

1

Символ 7

1

1

0

Символ 8

1

1

1


1 байт = 8 бит
В 1 байте можно разместить 256 символов

КУБИТЫ (quantum bits) =

=состояния квантовой системы из L “двухуровневых” квантовых элементов


cos(/2); =exp(i) sin(/2).




















Число кубит

Число состояний

1 кубит

2 состояния

2 кубита

4 состояния

3 кубита

8 состояний

4 кубита

16 сосотояний



.

L кубит

2L состояний

В трех кубитах хранятся все восемь состояний!!!!

2500число атомов во Вселенной



Квантовые вычисления
А) Однокубитовые Гейты (gates) -вентили

1. Классический гейт NOT: 0  1 и 1  0
Квантовый гейт NOT: 0 + 1  1 + 0

NOT X=




0

1



1

0

0 + 1 ---- X ---- 1 + 0


Z-gate; Z=


1

0



0

-1




0 + 1 ---- Z ---- 0 - 1


H-gate (Гейт Адамара)


H*2=


1

1



1

-1



Б) Двухкубитовые гейты


A: a



a





CNOT=

B: b

c=ab


NOT



Кубит А является контролирующим, а кубит В –контролируемым, над ним осуществляется операция NOT, при условии если первый кубит находится в состоянии 1.

С помощью CNOT можно осуществить копирование или неразрушающее измерение состояния контролирующего кубита. Полагая b=0, получим с=a


a

b

NOT





SWAP=

b

a

NOT

NOT


Двухкубитовый оператор обмена

С) Трехкубитовый Гейт Тоффоли


a



a





CCNOT=

b

b






c


abc




NOT




Квантовые алгоритмы

1.Запутанные состояния


0



H

0+






NOT

1+0


2. Задача Дойча ( f1(x)=0; f2(x)=1; f3(x)=0; f4(x)=1; x=0,1). К какой группе относится функция fi ?

3. Квантовая телепортация.



4. Клонирование состояний.

5. Квантовое Фурье-преобразование.

6. Алгоритм факторизации Шора (P.Shor.1994 г.) !!!!!

7. Алгоритм Гровера поиска в базе данных (L.Grover. 1996 г.)

Квантовые компьютеры
Требования

  1. Число контролируемых кубитов 1000.

  2. Возможность инициализации регистра.

  3. Подавление декогерентности (tdec/tраб=10-4).

  4. Взаимодействие кубитов (точность=10-4)

  5. Возможность измерения выходных кубитов.


Ловушки для ионов и нейтральных атомов.

  1. Ловушка Пеннинга.



Z


Ф(x,y,z)=A(r2-3z2)


B


Ион








Fz=-6Az


  1. Ловушка Паули. (электростатическое поле плюс переменное высокочастотное)




X

Y











Z


























  1. Оптические решетки (ловушка для нейтральных атомов)

Стоячая волна, образованная тремя парами встречных лазерных пучков.
Лазерное охлаждение ионов


Лазерная патока





Кубиты на ионах в ловушке.


Промежуточное состояние




P



1



D






S







Жидкостные ЯМР квантовые компьютеры

Спин ядра I=1/2.







Твердотельные ЯМР квантовые компьютеры.

Модель Кейна 1998 г.





SiO2




28Si (I=0)



Доноры (спин ядра I=1/2)


Подложка (заземлена)













A: I=1/2







B: I=0

Световод (28Si)




Применения

  1. Суперкомпьютеры

  2. Криптография

  3. Телепортация



Передача ключа



База данных защищена авторским правом ©infoeto.ru 2022
обратиться к администрации
Как написать курсовую работу | Как написать хороший реферат
    Главная страница