Квантовые вычисления

Как могут взаимодействовать ИИ, квантовый компьютер и человеческое осознание? Одно ли это и то же? И как строить отношения со своими бывшими, но уже чипированными, девушками? Эти и некоторые другие актуальные вопросы поднимаются в данном рассказе.

Учебное пособие посвящено вопросам математического моделирования квантовых процессов. Основное содержание учебного пособия можно разделить на три части. В первой части рассматриваются основные вопросы линейной алгебры, необходимые для дальнейшего понимания материала. Приводятся определения линейного пространства, базиса, матрицы перехода, линейного оператора, унитарного пространства, сопряженного пространства, эрмитовой и унитарной матриц, тензорного произведения линейных пространств, операторов и векторов. Во второй части даются основы квантовой механики. Вводятся определения кубита, многочастичного квантового состояния, квантовой запутанности, матрицы плотности Ландау, квантовых гейтов. В третьей части приводится модель Джейнса – Каммингса для одного атома и фотона. Динамика системы исследуется с помощью общего решения уравнения Шредингера. Показано наличие в системе рабиевских осцилляций. В учебном пособии предлагается много упражнений, большая часть из которых разобрана. В Приложении рассматривается квантовая динамика системы с модельными гамильтонианами. Предложен комплекс программ, написанных на языке Python. Учебное пособие написано с учетом требований Федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки «Прикладная математика». Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям «Прикладная математика», «Прикладная информатика», «Физика». Оно также может быть использовано для студентов других специальностей, которых интересуют приложения линейной алгебры к математическому моделированию нанопроцессов.

Путешествие в страну математики, музыки и пространственно-временной реальности открывает перед человеком новые возможности в управлении своим сознанием. Если «человек на площади» видит явственно физический мир с его внешней стороной, такой, какая она есть на самом деле, пребывая в "здесь-и-сейчас" действительности, то «человек в театре» погружается уже в свою действительность, как бы создавая из физического мира свой воображаемый театр, где происходят все события, связанные с ним. Когда же он ощущает себя "человеком в храме", то ему открываются небесные тайны и перед ним распахивается Небо.

Путешествие в страну математики, музыки и пространственно-временной реальности открывает перед человеком новые возможности в управлении своим сознанием. Если «человек на площади» видит явственно физический мир с его внешней стороной, такой, какая она есть на самом деле, пребывая в "здесь-и-сейчас" действительности, то «человек в театре» погружается уже в свою действительность, как бы создавая из физического мира свой воображаемый театр, где происходят все события, связанные с ним. Когда же он ощущает себя "человеком в храме", то ему открываются небесные тайны и перед ним распахивается Небо.

Новая реальность на пороге нашего дома, еще пара шагов и она постучится в дверь. Незаметно подкрадываясь, она молча оплетает своей паутиной твою повседневную жизнь, делая ее все более прозрачной для посторонних глаз. Большие данные – Big Data – нефть нового века. Кто владеет информацией, тот владеют миром. Не хватает лишь одного: мгновенно обработать ежесекундно пополняемый массив данных обо всем и всех и первым отреагировать. Большие данные и квантовый суперкомпьютер навсегда изменят нашу реальность. Современный мир на грани грандиозных событий. А что, если они произойдут уже завтра? Достичь «квантового превосходства» возможно, а вот сохранить его сложно. Главные герои повествования не супермены, но именно им предстоит пройти этот нелегкий путь: от момента сотворения технического чуда до… Жизнь преподносит нам ежедневно новые сюрпризы и автор не оставит их без внимания.

В книге рассматриваются вопросы наиболее перспективного направления исследований в информационно-коммуникационных технологиях – модели квантовых вычислений. Текст построен как можно более просто – главной задачей автор поставил для себя возможность чтения книги без наличия специальных знаний по квантовой механике и другим естественным наукам, наполненным математическим анализом. В качестве языка программирования, при помощи которого иллюстрируются многочисленные примеры, выбран функциональный язык Haskell, поэтому читатель должен владеть этим языком для полноценного чтения книги. Книга будет интересна всякому, кто интересуется новыми веяниями в области теории вычислений и смежных наук.

Квантовые вычисления не просто меняют реальность! Совершенно новая отрасль рождается на наших глазах, чтобы создать немыслимое ранее и обесценить некоторые достижения прошлого. В этой книге рассмотрены наиболее важные компоненты квантового компьютера: кубиты, логические вентили и квантовые схемы, а также объясняется отличие квантовой архитектуры от традиционной. Вы сможете бесплатно экспериментировать с ними как в симуляторе, так и на реальном квантовом устройстве с применением IBM Q Experience. Вы узнаете, как выполняются квантовые вычисления с помощью QISKit (программный инструментарий для обработки квантовой информации), Python SDK и других API, в частности QASM. Наконец, вы изучите современные квантовые алгоритмы, реализующие запутанность, генерацию случайных чисел, линейный поиск, факторизацию целых чисел и др. Разберетесь с состояниями Белла, описывающими запутанность, алгоритмом Гровера для линейного поиска, алгоритмом Шора для факторизации целых чисел, алгоритмами оптимизации и многим другим.

Квантовые компьютеры спровоцировали новую компьютерную революцию, и у вас есть прекрасный шанс присоединиться к технологическому прорыву прямо сейчас. Разработчики, специалисты по компьютерной графике и начинающие айтишники найдут в этой книге практическую информацию по квантовым вычислениям, нужную программистам. Вместо штудирования теории и формул вы сразу займетесь конкретными задачами, демонстрирующими уникальные возможности квантовой технологии. Эрик Джонстон, Ник Хэрриган и Мерседес Химено-Сеговиа помогают развить необходимые навыки и интуицию, а также освоить инструментарий, необходимый для создания квантовых приложений. Вы поймете, на что способны квантовые компьютеры и как это применить в реальной жизни.

Далёкое будущее. Люди нашли способ прекратить войны и катаклизмы. Они вышли в открытый космос. Нашли способ обмануть смерть и условно стали бессмертными. Всё хорошо, и единственное, что требуется от человека, это наслаждаться жизнью. Но вот беда: бессмертные вдруг начали массовые самоубийства. Трое старцев вызывают Президента Земли на секретный разговор. Им нужно во что бы то ни стало найти решение, как спасти людей от самоуничтожения. Получится ли у них?

Представлен краткий библиометрический анализ развития исследований в области квантовой обработки информации в период 2000–2017 гг. Выявлены основные мировые игроки, а также источники спонсорской поддержки публикуемых результатов. Рассмотрен внутрироссийский исследовательский ландшафт; определены наиболее продуктивные отечественные организации, а также ученые, внесшие наибольший публикационный вклад в области. Выявлены интенсивность и характерная структура международных соавторских связей России, основные отечественные и зарубежные источники финансирования исследований.

В учебном пособии рассматривается математическая модель квантовых вычислений, разбираются примеры квантовых алгоритмов, анализируются границы их применимости. Все квантовые алгоритмы иллюстрируются примерами их реализации на симуляторе квантового компьютера, а для задачи Дойча приводится реальный прототип квантового компьютера на фотонах. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем». Может быть полезно математикам и программистам.

Эта книга – живое изложение великолепного подхода авторов к квантовым процессам. Не имеющие аналогов особенности квантового мира в этой книге объясняются на языке диаграмм – новаторском наглядном методе изложения сложных теорий. Применяемый формализм позволяет выработать интуитивное понимание квантовых особенностей без сложных вычислений – для чтения достаточно базовой математической подготовки. Это чисто диаграммное изложение квантовой теории – плод 10-летних исследований, объединяющий классические методы линейной алгебры и гильбертовых пространств с передовыми достижениями в области квантовых вычислений и оснований квантовой теории. Книга написана простым языком, с юмором и включает свыше 100 упражнений. Издание будет полезно в качестве начального курса по основаниям квантовой теории и квантовым вычислениям для студентов, а также для ученых из разных областей – физики, биологии, лингвистики и когнистивистики.

Учебник посвящен изложению основ слабой сверхпроводимости и ее существующим и потенциальным применениям. Особое внимание уделено описанию недавно открытых джозефсоновских квантовых битов, называемых кубитами. По уровню изложения он доступен студентам старших курсов и аспирантам физико-технических направлений высших учебных заведений. Начальные знания квантовой механики необходимы. Изложены основы физики джозефсоновских контактов. Подробно рассмотрена динамика квантовых двухуровневых систем, приводятся примеры описания открытых квантовых систем. Обсуждаются особенности измерения и контроля сверхпроводниковых кубитов. Учебник предназначен для магистрантов и аспирантов физико-технических направлений вузов, специализирующихся в области квантовой информатики и физики конденсированного состояния.

Квантовые вычисления часто упоминаются в новостях: Китай телепортировал кубит с Земли на спутник; алгоритм Шора поставил под угрозу ныне используемые методы шифрования; квантовое распределение ключей снова сделает шифрование надежным средством защиты; алгоритм Гровера увеличит скорость поиска данных. Но что все это означает на самом деле? Как все это работает? Можно ли освоить эту тему без знания математики? Нет, если вы хотите по-настоящему понять суть происходящего. Основные идеи берут начало в квантовой механике и часто противоречат здравому смыслу. Попытки описать их обычными словами обречены на провал, потому что эти явления не имеют отражения в обыденной жизни. Хуже того, словесные описания часто создают впечатление, что мы что-то поняли, хотя на самом деле все не так плохо – нам не придется сильно углубляться в математику, достаточно того, что пытались вбить в наши головы в старших классах школы. Квантовые вычисления – это удивительный сплав квантовой физики и информатики, объединяющий самые яркие идеи из физики двадцатого века и позволяющий по-новому взглянуть на компьютерные технологии.

Учебное пособие посвящено основам теории построения квантовых компьютеров. В ней рассмотрены физико-технические принципы построения современных квантовых вычислителей. Рассмотрена реализация широкого плана квантовых алгоритмов, предназначенных для реализации самых разнообразных задач науки и техники. Пособие может быть полезно специалистам, работающим в области информационных технологий и вычислительной техники, а также студентам и аспирантам, обучающимся по этим специальностям.

Рассмотрена модификация традиционной установки для телепортации квантового состояния кубита. На передающей стороне изменена на противоположную последовательность гейтов CNOT и гейта Адамара. Модифицированная установка позволяет телепортировать теперь уже не просто неизвестное состояние кубита, а состояние запутанности кубитов. На стороне передатчика установка переводит два кубита в состояние запутанности, в результате чего и на стороне приемника два кубита также оказываются в состоянии запутанности. Показана также возможность непосредственной сверхсветовой передачи классической информации с помощью гейта CNOT. A modification of the traditional setup for teleporting the quantum state of a qubit is considered. It is shown the possibility of direct superluminal transmission of classical information using the gate CNOT.

От создателя IBM Q. Квантовые вычисления заставляют нас изменить отношение к компьютерам. Кубиты способны решать задачи, которые еще совсем недавно казались неразрешимыми. Вы узнаете о принципиальных различиях между квантовыми и классическими вычислениями, вспомните матанализ, чтобы разобраться с такими понятиями, как суперпозиция, запутанность и интерференция, от алгоритмов и схем перейдете к физическим и техническим идеям, лежащим в основе создания железа для квантовых вычислений. Загляните в будущее и узнайте, как развитие технологий повлияет на нашу жизнь!

Ты правду напиши, все как было. Только мы с Георгием Ивановичем потом отредактируем, дабы запутать дело. И издадим, причем, задним числом. Таким образом, утечки превратятся в байки. – Вы это серьезно, или шутите ?

Ты правду напиши, все как было. Только мы с Георгием Ивановичем потом отредактируем, дабы запутать дело. И издадим, причем, задним числом. Таким образом, утечки превратятся в байки. - Вы это серьезно, или шутите ?

В учебном пособии рассмотрены базовые методы квантовых вычислений, дополненные контрольными вопросами и задачами широкого спектра сложности как для проведения занятий в аудиториях, так и для самостоятельного решения. Оптимальное сочетание теории и практики обеспечивает необходимый уровень подготовки специалистов в области современных информационных технологий.