LINUX.ORG.RU

Объясните основные принципы квантовых вычислений

 


1

2

Посмотрел ролик, в котором профессор Andrea Morello популярно объясняет основные принципы квантовых вычислений:

http://www.youtube.com/watch?v=g_IaVepNDT4

Далее из ролика, как я это понял:

Один обычный бит может находиться в одном из двух состояний: 0 или 1. Один кубит может одновременно находиться в обоих этих состояниях до измерения (это называется суперпозицией) и с определёнными двумя вероятностями он может прийти к одному из этих состояний после измерения.

Два обычных бита могут быть в одном из четырёх состояний. Два кубита находятся в суперпозициях и таким образом описываются четырьмя вероятностями перехода в одно из четырях состояний после измерения.

Профессор утверждает, что N кубитов несут в себе столько же информации, сколько 2^N обычных битов. Не очень понятно как, но идём дальше. Далее он говорит о каких-то логических действиях с кубитами (в состоянии суперпозиций), которые затем, после измерения, дадут результат вычислений. На сколько я понял - вычислений, более сложных, чем с таким же количеством обычных бит. При этом есть одна оговорка: квантовые вычисления эффективнее обычных лишь для некоторых задач. Для других задач, как например для просмотра 256K видео (может быть будет когда-то) никакого прироста производительности не получится.

Всё это конечно интересно, но я так и не понял как квантовые вычисления вообще работают. Если я возьму две монетки и начну их подбрасывать в тёмной комнате до тех пор, пока кто-то не зажжёт свет и не зафиксирует состояние монет наблюдением, у меня будет столько же информации, как в 2^2 = 4 неподвижных монетках? И как это мне поможет факторизировать n = p * q в RSA?

Перемещено tailgunner из talks

★★★★★

но я так и не понял как квантовые вычисления вообще работают.

Введение в квантовые вычисления ©.

При этом есть одна оговорка: квантовые вычисления эффективнее обычных лишь для некоторых задач.

Зоопарк квантовых алгоритмов ©

И как это мне поможет факторизировать n = p * q в RSA?

Алгоритм Шора ©

quickquest ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от quickquest

Оно может и умно, но больно непонятно... Принцип работы обычного компьютера объяснить довольно просто. Хотелось бы услышать или прочитать такое же доступное объяснение квантовых вычислений.

bbk123 ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от bbk123

Принцип работы обычного компьютера объяснить довольно просто.

Угу, за год-полтора нормально заходит.

t184256 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от bbk123

доступное объяснение
квантовых

тебя обманули, таких не бывает.

Deleted
()
Ответ на: комментарий от bbk123

Хотелось бы услышать или прочитать такое же доступное объяснение квантовых вычислений.

Классических вычислений там нету, токмо запутывание (ввод данных) и измерение (редукция фон Неймана), которое и есть результат ©.

«Доступное объяснение»: «Shut up and calculate» («заткнись и считай») // David Mermin © :)

quickquest ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от bbk123

Хотелось бы услышать или прочитать такое же доступное объяснение квантовых вычислений.

Забей, там магия.

imul ★★★★★
()

ТС, квант себя хорошо покажет только на задачах которые решаются при помощи теорвера. В противном случае он также в дерьме, если не больше.

peregrine ★★★★★
()

Вообще конечно совсем непонятно как происходит вся эта магия с кубитами.
Если это «просто» биты с дополнительным неопределённым состоянием и когда это состояние измеряется мы получаем, какой-то магический ответ.

Как кубит может знать какую задачу решают шизики?

Что обуславливает схлопывание волновой функции так чтобы она распределяла вероятности по кубитам, каким-то там спинам, внутри морознючей колбы внутри которой ещё одна колба в которой помимо вакуума находится 1 (один) атом чего-то там и ещё магнитное поле. А блин там же ещё треньзистер.

Так падажи ёмана.

Exmor_RS ★★★
()
Ответ на: комментарий от Exmor_RS

Так падажи ёмана.

Ну вот как-то так современная физика и работает.

StReLoK ☆☆
()

Если я возьму две монетки и начну их подбрасывать в тёмной комнате до тех пор, пока кто-то не зажжёт свет и не зафиксирует состояние монет наблюдением, у меня будет столько же информации, как в 2^2 = 4 неподвижных монетках?

Переводя на язык квантовых вычислений, эти две монетки несут состояние 1/2|00⟩ + 1/2|01⟩ + 1/2|10⟩ + 1/2|11⟩. То есть, ничего полезного они не несут, так как все исходы равновероятны и монеты не имеют некоторых особых свойств кубитов.

Вот если бы монетки были:

  1. Запутаны (или могли бы быть запутанными). То есть, если бы мы могли измерить лишь состояние одной монеты и после измерения знали бы состояние другой монеты. Например, состояние 1/sqrt(2)|00⟩ + 1/sqrt(2)|11⟩ — если на одной монете выпала «решка», то при измерении второй монеты мы обязательно получим «решку». Если на одной монете «орёл» — то и на другой «орёл».
  2. Со специальными операциями над состоянием монет без измерения — квантовыми гейтами. Это позволяет всяким квантовым алгоритмам работать.

Теперь понимаешь в чём разница между твоими монетами и кубитами?

И как это мне поможет факторизировать n = p * q в RSA?

Изучай квантовый алгоритм Шора.

IchBinFertig
()

Если ты в мск, то могу дать почитать книжку про это. Ещё есть диплом моего бывшего одногруппника, могу скинуть на почту.

DELIRIUM ☆☆☆☆☆
()

Г.Г. Шишкин, И.М. Агеев «Наноэлектроника: элементы, приборы, устройства» 2012

Есть часть про базовые логические элементы сабжа с введением.

ados ★★★★★
()

ТС, а ты знаком с понятием «квантовое состояние»? Просто это хорошо помогает разобраться с сабжем.

ados ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от ados

Это тот Шишкин, который из МГУ? Я бы не рекомендовал его, вангую, там будет лютая математика и жесть. Там же даже шутка про него есть, что звонят на физфак из зоопарка:

 - Тут ваш профессор Шишкин упал в бассейн с крокодилами!
Из деканата отвечают:
 - Ваши крокодилы, вы их и спасайте.
DELIRIUM ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от DELIRIUM

Я не разбираюсь в нерезиновских авторитетах, но в моём замкадском физфаке заряжали матаном и похлеще чем в этой книжке. И это на инженерной специальности.

А вообще мне тут соседи по лаборатории со всяких командировок говорят, что уровень микросистемной техники в МГУ как-то не очень.

ados ★★★★★
()
Последнее исправление: ados (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от IchBinFertig

Андерлайны (нижние подчёркивания) убери, «at» замени на «@», «dot» — на «.»

Я не тупой =) Скину попозже, на этом компе у меня его нет.

DELIRIUM ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от IchBinFertig

Там особо ничего интересного: это диплом бакалавра. Там вода про квантовые вычисления, но простым языком. Потом прога для рассчитывания запутанности на фортране, которую я переписал на julia в 10 строк примерно.

DELIRIUM ☆☆☆☆☆
()

Блин! Ещё никто не смог толком объяснить что есть электрический ток а ты за квантовые вычисления хватаешься.

SergeySVold ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от DELIRIUM

Если ты в мск, то могу дать почитать книжку про это. Ещё есть диплом моего бывшего одногруппника, могу скинуть на почту.

Не в Мск, но может быть я смогу найти эту книгу в электронном виде по названию, если ты его озвучишь. Одногрупник не будет против, если ты его диплом выложишь в публичный доступ? Его ИФО и прочии личные данные можно убрать.

bbk123 ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от t184256

Я говорил не о курсах, а о том, как мне это объясняли ещё в школе. Двоичная система счисления, что такое алгоритм, схематическое описание процессора (АЛУ, регистры), шина данных, шина адреса, ОЗУ, ПЗУ. Если не вдаваться в ненужные подробности (как например особенности работы той или иной логики, например TTL, кеши, конвееры, суперскаларность и прочии примочки) то за несколько дней объяснить вполне реально.

А с кубитами как? Вот скажем есть у меня два 8-и кубитных регистра. Что я могу с ними делать?

bbk123 ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от bbk123

Хорошо, скину, но, думаю, уже завтра, сегодня до того компа не доберусь. Впринципе книжки должно хватить (если найдёшь её, у меня она просто в материальном виде).

DELIRIUM ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от bbk123

за несколько дней объяснить вполне реально.

Если нонстоп, индивидуально, не отвлекаться и при этом есть опыт, то по семестру за день можно. Но это не отменяет того, что материала все же на три семестра, да и база какая-никакая нужна.

t184256 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от ados

ТС, а ты знаком с понятием «квантовое состояние»? Просто это хорошо помогает разобраться с сабжем.

Это суперпозиция - одновременное нахождение в двух состояниях с коэффициентами вероятности каждого из них после измерения?

bbk123 ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от DELIRIUM

Не, если еще и сдать надо, то нужно дня по три и с перерывами.

t184256 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от DELIRIUM

Но щас придёт напильник и скажет, что всё не так.

DELIRIUM ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от bbk123

Слушай, может тебе не понять там что-то нужно в квантовых вычислениях, а просто заучить несколько шаблонов, формул, определений и то, что обычно академики напридумывали для «тупых инженеров», чтобы банально уметь хоть как-то использовать сабж, а?

ados ★★★★★
()

Щас напильник договорится что никакого оптоволокна не бывает, а внутре у ней медный проводок.

StReLoK ☆☆
()

Тут познавательно видео от Computerphile, (универские преподы)
так вот, поколение квантовых погроммистов еще предстоит выучить и натренировать.

Т.е. текущим устарелым мозгам это не нужно.

Deleted
()
Последнее исправление: RTP (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от bbk123

? Вот встретились два ленивых лоровца...

Deleted
()
Ответ на: комментарий от bbk123

Хотелось бы услышать или прочитать такое же доступное объяснение квантовых вычислений.

Quantum Computing Playground ©: там есть доступные примеры с пошаговой визуализацией.

quickquest ★★★★★
()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.