Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование квантового компьютера и особенностей применения в задачах большой размерности.

Фамилия
Жмуренко
Имя
Виктор
Отчество
Юрьевич
Номинация
Информационные технологии
Учебное заведение
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы "Школа № 2114"
Руководитель
Калинина А.И.; Дьячков И.Б.
Название тезиса
Исследование квантового компьютера и особенностей применения в задачах большой размерности.
Тезис

В работе исследуется производительность современных двоичных ЭВМ и квантовых компьютеров. Актуальность вопроса связана с увеличением размерности задач, решаемых перебором. Параллельность вычислений – особенность квантового компьютера, благодаря которой, ему будет подсильна работа, с которой классический компьютер будет справляться очень долгое время. В 1981 году Ричард Фейнман на научной конференции высказал свое мнение о неэффективности классического компьютера, затронув тему квантовой физики и применения квантовых вычислений. На ряду с ежегодными улучшениями процессоров, появлением новых технологий, стало развиваться направление квантовых компьютеров, которые могут параллельно обрабатывать информацию, как человеческий мозг. На сегодняшний день квантовые вычисления вышли на государственный уровень и являются наиболее перспективным направлением в науке. Неоспоримое превосходство квантового компьютера заключено в обработке больших объемов данных за короткое время. Площадь, занимаемая квантовым компьютером, примерно сравнима с первыми электро-вычислительными машинами. Это связано с особенностями его строения. Вместо привычных нам битов в квантовой системе используются кубиты (Рис.1), а управляет ими генератор электромагнитных импульсов, определённой частоты. Кубиты, согласно законам квантовой физики, могут находиться в запутанном состоянии или в состоянии суперпозиции и проявлять свойства квантового параллелизма. Благодаря этому, квантовый компьютер может проводить параллельные вычисления, а не последовательные, как классический компьютер.

Рисунок 1 - Сравнение классического и квантового бита. 

Подведем итоги исследования. Расчетным путем было получено, что для симуляции одного моль вещества, классическому компьютеру необходимо 6*10^17 Пт оперативной памяти, а квантовому компьютеру 99 кубит. Будущее стоит за квантовыми компьютерами, всего лишь 99 кубит уже могут моделировать поведение молекул в веществе или просто обрабатывать большие массивы данных для конкретных задач. На данный момент размерность задач продолжает расти, что связано с техническим прогрессом и развитием человека, поэтому логично предположить, что в ближайшем будущем будут максимально востребованы более высокопроизводительные ЭВМ.