Кафедра вычислительных систем
Спецкурс «Квантовые компьютеры»

Состояние квантовой системы из L двухуровневых квантовых элементов (кубитов), в отличие от классической, может находиться в суперпозиции 2L  булевых состояний, то есть характеризуется вектором состояния в  2L-мерном гильбертовом пространстве. Для описания такой суперпозиции в классическом компьютере потребуется задать 2L комплексных чисел, то есть понадобятся  экспоненциально большие вычислительные ресурсы. Отсюда следует, что эффективное моделирование квантовых систем, содержащих сотни кубитов, практически недоступно классическим компьютерам, но может эффективно осуществляться на основе использования квантовых логических операций, действующих в  2L-мерном гильбертовом пространстве состояний, и этим принципиально отличающихся от операций над булевыми состояниями.

В курсе систематически излагаются математические и физические основы квантовых вычислений и принципов работы квантовых компьютеров. Определены необходимые понятия квантовой теории информации, описаны основные квантовые логические операции. Охвачены такие темы, как квантовые алгоритмы (факторизация, дискретный логарифм), квантовая телепортация, сверхплотное кодирование, устойчивые к ошибкам вычисления, квантовая криптография. Обсуждаются ограничения, препятствующие полномасштабным квантовым вычислениям, и возможные пути их преодоления.

Литература

  1. Нильсен М., Чанг И. Квантовые вычисления и квантовая информация. М.: Мир. – 2006 г., 824 с.
  2. Валиев К.А., Кокин А.А. Квантовые компьютеры: надежды и реальность. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001 г., 351 с.
  3. Квантовый компьютер и квантовые вычисления. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 1999 г., 288 с.

 

 

poor mans design