Binarny sumator

Konieczność zmniejszania wymiarów Dominacja efektów kwantowych

Nie ma innego wyjścia tylko zacząć wykorzystywać efekty kwantowe hn = E2 – E1 1 E1 operacja 1 Negacja

hn = E2 – E1 E2 1 hn = E2 – E1 E1 NA PEWNO ? operacja 1 Negacja

E2 hn = E2 – E1 1 E1 operacja qubit 1

hn = E2 – E1 E2 1 hn = E2 – E1 E1 operacja 1 1

hn = E2 – E1 E2 1 hn = E2 – E1 E1 operacja 1 1

Pierwszy foton operacja hn = E2 – E1 operacja E2 1 1 hn = E2 – E1 Drugi foton E1 operacja operacja 1 operacja 1 operacja 1 1 Wszystkie kombinacje istnieją w układzie w postaci interferujących rozwiązań

Pierwszy foton operacja operacja E2 1 1 Drugi foton E1 operacja operacja 1 operacja 1 operacja 1 1 Oddziaływanie z układem niszczy interferencje i zmusza go do wybrania jednego z możliwych stanów. Którego? Zależy od prawdopodobieństwa!

Spin elektronu

[0] [1]

[0,0] [0,1] [1,0] [1,1]

[0,0,0] [0,1,0] [1,0,0] [1,1,0] [0,0,1] [0,1,1] [1,0,1] [1,1,1]

[0,0,0,0] [0,1,0,0] [1,0,0,0] [1,1,0,0] [0,0,1,0] [0,1,1,0] [1,0,1,0] [1,1,1,0] [0,0,0,1] [0,1,0,1] [1,0,0,1] [1,1,0,1] [0,0,1,1] [0,1,1,1] [1,0,1,1] [1,1,1,1] 2n n – liczba qubitów 4 1051 – liczba atomów na Ziemi = 172 qubity 1057 – liczba atomów na Słońcu = 190 qubity 2 1090 – liczba atomów we wszechświecie = 300 qubitów Komputer klasyczny Pamięć operacyjna 8GB = 8 109 bitów

Utrzymanie wielu stanów niezaburzonych wynik 2n nowych stanów Operacja na wszystkich stanach jednocześnie 2n stanów Single clock cycle Utrzymanie wielu stanów niezaburzonych jest wyzwaniem

Rozkładanie liczb na liczby pierwsze Liczba o 200 cyfrach Komputer klasyczny – 3 miliardy lat Komputer kwantowy – 1 sekunda

Jak odczytać rozwiązanie? Funkcja falowa opisująca elektron, który może znajdować się w stanie 0 lub 1 A i B są zespolone Poszczególne rozwiązania Interferencja rozwiązań

Algorytmy Klasyczne komputery – system cyfrowy 01 Komputery kwantowe – system analogowy

Algorytmy Poszukiwanie minimum globalnego Rozkład liczb (łamanie szyfrów) Logistyka Maszyny samouczące Rozpoznawanie kształtów

Rozkład na liczby pierwsze Algorytmy Rozkład na liczby pierwsze 35 = 7 * 5 7 = 1 20 + 1 21 + 1 22 [111] 5 = 1 20 + 0 21 + 1 22 [101] [111101] Pierwsza liczba Druga liczba

Rozkład na liczby pierwsze Algorytmy Rozkład na liczby pierwsze [000000] [000001] [000010] [000100] [001000] [010000] [100000] … … [101111] … [111101] [111111] mnożenie [000000] [000001] [000000] [000000] [000000] [000000] [000000] … … [110001] … [110001] [111111]

Układy które mogą posłużyć jako qubity Foton Poziomy atomowe Spin elektronu Słabe oddziaływanie Tkoherencji = 1 ns 60 operacji Tkoherencji = 50 ms 107 operacji

Współczesne praktyczne zastosowania Trudność w połączeniu obiektów mikroskopowych (qubity) z makroskopowymi (elektronika) Czy obiekty makroskopowe mogą zachowywać się w sposób kwantowy?

Współczesne praktyczne zastosowania

Współczesne praktyczne zastosowania