НАУКА И ОБЩЕСТВО презентация

Содержание

Постулаты квантовой информатики Основной объект квантовой информатики – квантовая система. Поведение квантовой системы полностью описывается амплитудами вероятностей. Амплитуды вероятностей образуют вектор состояния в гильбертовом пространстве. Первый постулат

Слайд 1НАУКА И ОБЩЕСТВО
КВАНТОВАЯ ИНФОРМАТИКА
Инженерия гармонии
Богданов Юрий Иванович

Слайд 2Постулаты квантовой информатики
Основной объект квантовой информатики – квантовая система. Поведение квантовой

системы полностью описывается амплитудами вероятностей. Амплитуды вероятностей образуют вектор состояния в гильбертовом пространстве.

Первый постулат

Слайд 3Постулаты квантовой информатики
Амплитуды вероятностей как координаты вектора состояния в гильбертовом пространстве

могут быть заданы в различных эквивалентных представлениях. Эквивалентные представления связаны друг с другом унитарными преобразованиями. Унитарное преобразование во времени описывает эволюцию квантовой системы.

Второй постулат

Слайд 4Постулаты квантовой информатики
Измерения, проводимые в различных унитарно связанных друг с другом

базисных представлениях, порождают совокупность взаимно- дополнительных статистических распределений. В фиксированном представлении квадрат модуля амплитуды вероятностей задает вероятность обнаружения квантовой системы в соответствующем базисном состоянии.

Третий постулат

Слайд 5Постулаты квантовой информатики
Пространство состояний составной системы образовано тензорным произведением пространств состояний

отдельных систем.

Четвертый постулат

Слайд 6энергия
состояние
состояние

суперпозиция
И
}

Кубит
Квантовая система может существовать
в двух состояниях одновременно
2-хуровневая квантовая

система (можно различить и )
может существовать в бесконечном числе
физических состояний промежуточных между и .

Слайд 7
Сфера Блоха, суперпозиция кубитов
Суперпозиция состояний, обозначенных стрелками –
точка на сфере

Блоха

Широта и долгота на сфере Блоха

состояние

состояние



Сфера Блоха: геометрическая интерпретация состояний
кубита как точек на единичной сфере

исключаем общий
фазовый множитель

экв.

Слайд 8Экспериментальная реализация кубитов
Лазеры
Магнитные резонансы
Ионные ловушки
Сверхпроводники

Слайд 9Примеры кубитов
Ионные ловушки
Магниты
Кристаллич. решетка
Плавающие состояния
в сверхпроводниках
Спиновая примесь
в сверхпроводниках
Односпино-
вые MRFM
Атомные квантовые резонаторы


Плавающие
электроны
в жидком
гелии

Твердотельные
системы

Др: Нелинейная
оптика, СТМ и т.д.

Кремниевый квантовый компьютер

Зарядовые
состояния
в сверх-
проводниках

Слайд 10Двухкубитовые состояния
если
(запутанность состояний)

-запутанное состояние (синглет)
незапутанное состояние

Слайд 11трёхкубитовое состояние- 8 комплексных параметров
Многокубитовые состояния
n-кубитовые состояния
комплексных параметров
действительных физически значимых параметров

для состояния общего вида

-действительных параметров для незапутанного состояния

Слайд 12Квантовые вентили
Вентиль с одним входом: НЕ
Входное состояние: c0|0〉 + c1|1〉
Выходное состояние:

c1|0〉 + c0|1〉
Правило преобразования чистых состояний: |0〉 → |1〉 и |1〉 → |0〉
Матрица операции

Как и следовало ожидать:

Слайд 13Квантовые вентили
Вентиль с одним входом: преобразование Адамара


Правило преобразования |0〉 →

1/ √ 2 |0〉 + 1/ √ 2 |1〉 и |1〉 → 1/ √ 2 |0〉 – 1/ √ 2 |1〉.
Исключая нормировочный множитель 1/ √ 2, получаем |x〉 → (-1)x |x〉 – |1 – x〉
Вентиль с одним входом: Фазовый сдвиг

Слайд 14Универсальный вентиль с одним входом
Требование:


Вентили преобразования Адамара и фазового сдвига формируют

универсальный вентиль, любое однокубитовое состояние может быть сформировано из них.
Пример: Следующая цепь генерирует |ψ〉 = cos θ |0〉 + eiφ sin θ |1〉

Квантовые вентили

Слайд 15Вентиль с двумя входами: Контролируемое НЕ (Controlled NOT, CNOT)
Квантовые вентили
Правило действия

операции CNOT
|x〉|0〉 → |x〉||x〉 и |x〉|1〉 → |x〉||NOT x〉
Преобразование |x〉|0〉 → |x〉||x〉 похоже на операцию клонирования, Но это не так. Это преобразование действует только на чистые состояния |0〉 и |1〉

Слайд 16Очень полезны обобщённые контролирующие вентили которые контролируют некоторую однокубитовую унитарную операцию

U

Квантовые вентили



U

C(U)




U

C2(U)


U

U

и т.д.

Слайд 17Квантовые алгоритмы
Д. Дойч
Р. Джозс
Л. К. Гровер
П. В. Шор
Алгоритм Дойча-Джозса
Proc. R. Soc.

London A, 439, 553 (1992)

Поисковый алгоритм Гровера
Phys. Rev. Lett., 79, 325 (1997)

Алгоритм факторизации больших
чисел Шора
SIAM J. Comp., 26, 1484 (1997)

Слайд 18
Алиса
Боб
ab
Сверхплотное кодирование




ab



Формула измерительного
прибора

Слайд 19ab






ab



Алиса
Боб
Сверхплотное кодирование

Слайд 20ab







ab



Сверхплотное кодирование
Алиса
Боб

Слайд 21





Алиса
Боб
Телепортация

Слайд 22









01



01

Алиса
Боб
Телепортация

Слайд 23










Телепортация
Алиса
Боб

Слайд 24










01







Телепортация
Алиса
Боб

Похожие презентации

Государственное управление агропромышленным комплексом 475
"Части речи. Закрепление." 185
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ УЧИТЕЛЕЙ НАЧАЛЬНЫХ КЛАССОВ 660
Триггеры в презентации. Создание слайда с триггерами. 305
ТЕМА ДИПЛОИНОГО ПРОЕКТА: 224
ГУСЕНИЧНЫЙ ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ТРАКТОРЛХТ-100А-12 224

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика