Квантови компютри

[Шпага]

За тези, които се справят добре с английския, може би ще им е интересно това - http://www.nature.co....1038/nphys2309

На мен ми се наложи да се огранича само с оскъдната информация тук - http://erudytam.net/...svojstv-kvanta/ - но общо взето схванах за какво става дума и се уверих, че не случайно е намерило достойно място в тази класация - http://www.google.bg...dnZWaGGaNh3fxtQ . Доста линкове станаха, но в случая така е по-икономично

[Joro-01]

Благодаря, Шпага, всичките линкове са интересни.

[Шпага]

Благодаря, Шпага, всичките линкове са интересни.

А аз благодаря на теб и Гравити за вашите интересни постинги в тази тема!

[Gravity]

За тези, които се справят добре с английския, може би ще им е интересно това - http://www.nature.co....1038/nphys2309

На мен ми се наложи да се огранича само с оскъдната информация тук - http://erudytam.net/...svojstv-kvanta/ - но общо взето схванах за какво става дума и се уверих, че не случайно е намерило достойно място в тази класация - http://www.google.bg...dnZWaGGaNh3fxtQ . Доста линкове станаха, но в случая така е по-икономично

Само да обележа, че не е директно свързано с квантовите компютри или квантовото изчисление, а относно това каква е природата на вектора на състоянието в квантовата физика.

[Шпага]

Само да обележа, че не е директно свързано с квантовите компютри или квантовото изчисление, а относно това каква е природата на вектора на състоянието в квантовата физика.

Гравити, пуснах тези линкове във връзка с твоя пост № 14 и мисля, че въпросът за същността на вълновата функция е пряко свързан с квантовата телепортация, за която си писал в споменатия пост.

[Шпага]

Ще се опитам да обясня в схематичен вид това, което разбирам под понятието "квантова телепортация"и защо същността на вълновата функция е от първостепенно значение:

1. Частици от един и същ вид – например електрони – могат да се различават помежду си само по три техни характеристики, които, разбира се, са вероятностни в съответствие с принципа на неопределеност. Тези различия са:

– вероятностно местоположение на единия и на другия електрон.

– вероятност техните спинове да сочат в различни посоки.

– вероятност да имат различна скорост и съответно – различна енергия.

Тези евентуални различия всъщност означават, че двата електрона се намират в различно квантово състояние, или с други думи, че всеки от тях може да бъде описан с различна вълнова функция.

2. Ако два електрона се намират в едно и също квантово състояние и се различават само по вероятностното си местонахождение, те са напълно идентични. Именно такива идентични са и тъй наречените "сплетени" електрони – например електрони с общ произход.

– Поради тяхната идентичност, сплетените електрони могат да бъдат описани с обща вълнова функция, защото на каквото и разстояние да бъдат раздалечени впоследствие, те остават дотолкова същностно свързани, че фактически са като части на един и същи обект.

– Тази връзка между сплетените електрони се изразява в това, че на каквото и разстояние да се намират един от друг, при всяка промяна в състоянието на единия електрон абсолютно същата промяна настъпва мигновено и в състоянието на другия електрон.

3. Точно тази специфичност на сплетените електрони е в основата на квантовата телепортация. В пост 14 Гравити е описал процедурата, но все пак в малко по-разширен вариант ще я опиша и аз:

– Да си представим, че единият от сплетените електрони се намира в София, а другият – в Чикаго. Въпреки това разстояние обаче те продължават да са в едно и също квантово състояние, което се описва с обща вълнова функция.

– Човек в София, при когото е електрон А иска да телепортира състоянието на електрон С до човек в Чикаго, при когото е другият от сплетените електрони, който ще наречем В.

– За целта софиянецът измерва някаква обща характеристика между електроните А и С, като това измерване му дава възможност да установи и как намиращият се в Чикаго електрон В се съотнася към електрон С. Просто поради общата вълнова функция на А и В съотношението между А и С е същото като това между В и С.

– Може да се каже, че след създадената връзка между електроните А и С, вече и трите електрона са с обща вълнова функция – А-В-С.

– Сега вече софиянецът може да извърши измерване над системата А-С и да получи определен резултат. А при това измерване се променя вълновата функция и на трите електрона в системата А-В-С, тоест и електронът В, намиращ се в Чикаго е реагирал мигновено на измерването, което се е осъществило в София.

– Важно е да се отбележи, че ако след така описаните манипулации човекът в Чикаго извърши измерване върху електронът В, той ще получи смесена информация – за състоянието и на електрон А, и на електрон С. Но тази информация няма да му е от полза, защото от нея не би могъл да извлече "чиста"информация за състоянието на С, а нали целта на телепортацията е именно получаването на такава информация за С.

– Ето защо се налага осъществяването на обикновена, класическа, връзка между софиянецът, който ще изпрати например по факса, резултатът, получен от него при измерването на А-С, и едва тогава, въз основа на този резултат, човекът в Чикаго ще може да осъществи такава квантова манипулация, при която да се получи точното квантово състояние на електрона С. Нещо, което на практика означава, че електронът С е телепортиран от София в Чикаго.

[Joro-01]

Това е, да...

[Joro-01]

http://phys.org/news/2012-06-european-team-bests-chinese-teleporting.html

[Малоум 2]

– Ето защо се налага осъществяването на обикновена, класическа, връзка между софиянецът, който ще изпрати например по факса, резултатът, получен от него при измерването на А-С, и едва тогава, въз основа на този резултат, човекът в Чикаго ще може да осъществи такава квантова манипулация, при която да се получи точното квантово състояние на електрона С. Нещо, което на практика означава, че електронът С е телепортиран от София в Чикаго.

Първо - браво за труда при систематизация!

Само да допълня последното: (от филмчето на Браян Грийн се вижда)- Човекът в София - разрушава квантовата свързаност при него, с измерването! на А-С; ако е реален обект - изчезва, става на "прах" във филмчето ; Тогава, след измерването в Чикаго - там се появява (от нищото) обект В със състоянието С. Телепортацията е осъществена ; разбира се не мигновено от едното място на другото. В този смисъл: унищожаването на обект от едно място и създаването му на друго, отдалечено място, не нарушава локалността, доколкото се пренася "състояние" (информация) със скорост по-малка от на светлината.

Обаче, остава проблем: дали съотнасянето на състояние в т.А с околността, която е една в т.А (фон от ЕМП), ще е същото съотнасяне в т.В, където полетата са други. Това може да доведе до ново взаимодействие в "уж" тъждествения обект в т.В, с непредвидими последици. Демек, за телепортация са нужни тъждествени "камери", в които да се извършат манипулациите. ... Голям бизнес с камери ще пада...

...

[Gravity]

@Шпага: Не казвам, че не е трябвало да даваш линка. Просто правя забележка, че не е директно свързано. И с квантовата телепортация не е директно свързано. Тя е следствие от квантовата механика и не зависи от интерпретации. Въпросите за същноста на вълновата функция са интерпретационни и нямат отношение към телепортацията. Към №81 имам забележки, но ще се въздържа, защото могат погрешно да бъдат изтълкувани като заяждане.

[Шпага]

@Шпага: Не казвам, че не е трябвало да даваш линка. Просто правя забележка, че не е директно свързано. И с квантовата телепортация не е директно свързано. Тя е следствие от квантовата механика и не зависи от интерпретации. Въпросите за същноста на вълновата функция са интерпретационни и нямат отношение към телепортацията. Към №81 имам забележки, но ще се въздържа, защото могат погрешно да бъдат изтълкувани като заяждане.

Гравити, и друг път съм подчертавала, че съм лаик във физиката. С тази наука не ме свързва нищо друго, освен желанието ми да проумея някои неща поне на елементарно ниво. Но и това е трудно за мен, тъй като нямам никакво понятие от математиката, а без нея не е възможно да се постигне някакво по-дълбоко познание във физиката. По образование съм юрист, а по професия, ами най-общо казано, изкарвам си прехраната с писане на книги. И по някакъв начин любовта ми към физиката ми помага да измислям по-интересни истории. Ето защо нямам нищо против забележките и не бих ги изтълкувала като заяждане. Знам, че допускам грешки, но за мен е важно и да разбера какви точно са те. Иначе само се лутам...

Чувствам се неловко, че съм нарушила "правата линия" в темата. Наистина я отклоних в неуместна посока. Друг път просто ще отварям нови теми по въпросите, които ми се струват интересни за обсъждане. За мое съжаление обаче, сега ми се налага да "замълча" за известно време, но ще продължавам да чета вашите постинги.

Поздрави на всички И до нови срещи...

[Gravity]

Сигурно прекалявам с предпазливоста и постояните извинения, но във форумите е много лесно да се остане с погрешното впечетление и се стига до дълги и езсмислени спорове. За забележките ми не се притеснявай, че си ги пропуснала, те са по-скоро израз на педантизъм. За темата също не мисля, че е проблем, че се отклонява, освен ако не се притесняваш, че статията, която даде си заслужава отделна тема.

[Gravity]

Контролирано Отрицание

Ето още една интересна ситуация. Контролираните операции, са операции изполващи част от входа като контрол и в зависимост от стойноста на контрола се извършва или не операцията върху останалата част от входа. Пример: контролирано отрицание при вход два бита се променя стойноста на втория в зависимост от това дали първия е 1 или 0 т.е. ако първия е 0, не се прави нищо, ако пърия е 1, се променя стойноста на втория. Това може да се интерпретира като четене на първия бит и записване върху втория бит. Квантовата ситуация е подобно, но по-странна (както обикновено). Контролираното отрицание се дефинира по подобен начин. Двойката |0>|a> се преобразува до двойката |0>|a>, където a е или 0 или 1. Двойката |1>|a> се преобразува до |1>|b>, където b е противоположното на a. Тези четери състояняния на два кюбита не са всичките възможни. Те образуват само базис. Всякакви техни линейни комбинации също са разрешени. Контролираното отрицание се дефинира за тях по линейност. До тук нищо особено. Това което е интересно е, какво се случва ако се избере друг базис за представяне на кюбитите. Вместо базиса |0>, |1> може да се използва базиса с елементи |+> и |->, като връзката между двата базиса е |+>=|0>+|1> и |->=|0>-|1>, с точност до нормализиращи множители. В този базис по-горната операция (конролираното отрицание) използва втория кюбит за контрол и извършва опреацията върху първия. При интерпретацията на операцията като четене и запис се получава следното 'странно' нещо. В зависимост от това кой базис използваме, операцията чете от първия кюбит и записва върху втория или обратното, чете втория и записва върху първия!

[Joro-01]

"Физици демонстрираха, че 15-3 х 5 за половината /от необходимото/ време" - http://phys.org/news/2012-08-ucsb-153x5.html. В Popsci.com /където излезе по-рано/ последните думи с "с почти 50% точност". Зависи как гледаме на нещата. Не съм ти прочел още дори. Нищо, на работа...

Редактирано Август 21, 2012 от Joro-01

[Gravity]

Не за половината от необходимото време и не с поюто 50% точност, а в половината от случаите. Алгоритъма е вероятностен, в някой случаи дава отговора в други не. Колкото са повече цифрите толкова вероятноста за успех е по-голяма. В случая е околко 50%.

Спомням си преди години бяха обявили че могат да разложат 15 на 3 по 5, по-късно ще погледна по-подробно да видя какво е новото. При всички случай е доста интересно.

[Gravity]

Попадна ми нещо интересно и тази тема изглежда подходящо място.

При квантовата телепортация се телепортира състоянието (а не обект) на квантовомеханична система, например частица. Ако тази частица е също сплетена се получава размяна на сплитането (Entanglement Swapping). Схемататично става така: имаме две двойки сплетени частици 1 и 2, и и втора двойка 3 и 4. Върху частици 2 и 3 се извършва измерване в базиса на Бел и като резултат частици 1 и 4 са сплетени и измервания върху тях водят до корелации необясними класически. Това което е интересно е, че частици 1 и 4 никога не са взаимодействали, но са сплетени. Това което е още по-интересно е, че те могат да бъдат пространствено раздалечени или (дори още по-интересно) времеразделени. Като това, кога точно се прави измерване върху 1 и 4 за да се видят некласическите корелации е без значение т.е. това измерване може да е преди това върху 2 и 3!!! Конкретно може да се създаде двойката 1 и 2, да се направи измерване върху 1 т.е. да бъде погълната и вече не съществуваща, след това да се създаде двойката 3 и 4, да се направи 'размяната' и тогава да се мери 4. При този сценарии имаме сплетени часици 1 и 4, които никога не са съществували едновремено. За подробности втората статия, която е сравително нова, на две седмици.

Experimental Nonlocality Proof of Quantum Teleportation and Entanglement Swapping

Entanglement Between Photons that have Never Coexisted

[crimson]

Извинявам се за елементарния въпрос, но аз като лаик не мога да си обясня следното:

Как разбираме, че измерването води до колапс на вълновата функция? Не е ли възможно състоянието на сплетените частици да е фиксирано преди измерването, например частица А предварително да е в състояние 1, а частица Б в състояние 2?

Така самото измерване не променя състоянието на частица А и няма как да има телепортация. Разбира се, връзката между състоянията на частиците продължава да съществува, но тя е предварително обусловена по някакъв модел, така че можем да кажем: щом сме измерили състоянието на А като 1, то знаем, че състоянието на Б е 2...

[Gravity]

Извинявам се за елементарния въпрос, но аз като лаик не мога да си обясня следното:

Как разбираме, че измерването води до колапс на вълновата функция? Не е ли възможно състоянието на сплетените частици да е фиксирано преди измерването, например частица А предварително да е в състояние 1, а частица Б в състояние 2?

Така самото измерване не променя състоянието на частица А и няма как да има телепортация. Разбира се, връзката между състоянията на частиците продължава да съществува, но тя е предварително обусловена по някакъв модел, така че можем да кажем: щом сме измерили състоянието на А като 1, то знаем, че състоянието на Б е 2...

Колапса е част от някои, но не всички, интерпретации. Има интерпретации, в които няма колапс. Обикновено хората се изразяват използвайки колапс защото е част от първата интерпретация и е във всички учебници, и не всеки е запознат с другите интерпретации.

Идеята, че е вчзможо през цялото време едната частица да е имала дадена поляризация (или спин), разбира се била разглеждана. Калсическата аналогия би била, ако сложа в две кутии една лява и една дясна ръкавица, когато ти отвориш една от кутиите и видиш, да кажем, лява ръкавица, знаеш, че в другата кутия е дясната т.е. те през цялото време са били такива, просто не сме знаели. При квантовата механика нещата са по-сложни. Допускането, че частиците имат конкретни стойнисти на всичките параметри които ги описват (това е горната идея за неизвестни но конкретни стойности на параметрите) води до изводи, които не се съгласуват с експеримента.

[crimson]

Колапса е част от някои, но не всички, интерпретации. Има интерпретации, в които няма колапс. Обикновено хората се изразяват използвайки колапс защото е част от първата интерпретация и е във всички учебници, и не всеки е запознат с другите интерпретации.

Идеята, че е вчзможо през цялото време едната частица да е имала дадена поляризация (или спин), разбира се била разглеждана. Калсическата аналогия би била, ако сложа в две кутии една лява и една дясна ръкавица, когато ти отвориш една от кутиите и видиш, да кажем, лява ръкавица, знаеш, че в другата кутия е дясната т.е. те през цялото време са били такива, просто не сме знаели. При квантовата механика нещата са по-сложни. Допускането, че частиците имат конкретни стойнисти на всичките параметри които ги описват (това е горната идея за неизвестни но конкретни стойности на параметрите) води до изводи, които не се съгласуват с експеримента.

Да, на мен например доста повече ми допада теорията на Бом, която е детерминистична и доколкото разбирам все пак води до изводи, съгласуващи се с експериментите.

[Gravity]

Да, на мен например доста повече ми допада теорията на Бом, която е детерминистична и доколкото разбирам все пак води до изводи, съгласуващи се с експериментите.

Да при Бом е по-различно. Не съм запознат достатъчно добре за да я коментирам много. Там някои неща са 'по-естествени', например проблема с измерването не съществува там, но пък си има други недостатъци.

[Joro-01]

Я малко да съживим темата

How Does a Quantum Computer Work?

[Б.Богданов]

Добро решение, Жоро!

. . .

Много ми е любопитно, как ще работят дебъгърите...

[Joro-01]

Хе-хе.. Ми и те ще са квантови, вероятностни, неопределени и пр...

Ще пишеш ли такива?

Редактирано Юни 20, 2013 от Joro-01

[Б.Богданов]

Предполагам да...

Принципите ще бъдат същите - обектноориентирани. Скоростта и габаритите са различни. При наличие на повече памет и по-бърз процесор, софтуерните инженери ще имат възможността да правят някои компромиси при изграждането на сорсовете, а не като сега - да се стискат за всеки килобайт.

Само до преди двадесет години, програмистите не можеха да се позволят разхищение на байтове..

[Spiritus]

От хардуерна гледна точка, кои от частите на компютъра ще са различни, само процесора ли, пак ли ще има шина с която с ток комуникира с рам паметта и въобще какви са физичните разлики в квантовите компютърни архитектури?