Kvantumszámítógép a munkára fogott kvantummechanika

Hasonló dokumentumok
Kvantumos információ megosztásának és feldolgozásának fizikai alapjai

A kvantumos összefonódás

Kvantum informatika és kommunikáció:

Informatika kvantum elveken: a kvantum bittől a kvantum számítógépig

Kvantum infokommunikáció, a titkosítás új lehetőségei

GROVER-algoritmus. Sinkovicz Péter. ELTE, MSc II dec.15.

Ahol a kvantum mechanika és az Internet találkozik

Kvantumszimulátorok. Szirmai Gergely MTA SZFKI. Graphics: Harald Ritsch / Rainer Blatt, IQOQI

prímfaktoriz mfaktorizáció szló BME Villamosmérn és s Informatikai Kar

A kvantummechanika a kísérletezők kezében

Valóban feltörhetetlen? A kvantumkriptográfia biztonsági analízise

A jövő számítógépei. Dr. Kovács Lehel István

Kvantum-informatika és kommunikáció féléves feladatok (2010/2011, tavasz)

A fény és az igazi véletlen

Utazások alagúteffektussal

Az atom felépítése, fénykibocsátás (tankönyv 68.o.- 86.o.)

Kvantum-kommunikáció komplexitása I.

A testek részecskéinek szerkezete

Mézerek és lézerek. Berta Miklós SZE, Fizika és Kémia Tsz november 19.

Kvantum-hibajavítás I.

Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél

Bevezetés a kvantum informatikába és kommunikációba Féléves házi feladat (2013/2014. tavasz)

Informatika a valós világban: a számítógépek és környezetünk kapcsolódási lehetőségei

Kroó Norbert. az MTA rendes tagja, fizikus, a kőszegi Felsőbbfokú Tanulmányok Intézete Tanácsadó testületének tagja

Sapientia Egyetem, Matematika-Informatika Tanszék.

Cserenkov-sugárzás, sugárzás,

A lézer alapjairól (az iskolában)

Kvantumkriptográfia I.

Kvantumkommunikációs kalandozások

Kvantum alapú hálózatok - bevezetés

Shor kvantum-algoritmusa diszkrét logaritmusra

100% BIO Natur/Bio kozmetikumok és testápolás

Az összefonódás elemi tárgyalása Benedict Mihály

A kvantum-kommunikáció leírása sűrűségmátrix segítségével

NANOELEKTRONIKA ÉS KATONAI ALKALMAZÁSAI

Kvantum-számítógépek, univerzalitás és véges csoportok

Algoritmuselmélet. Bonyolultságelmélet. Katona Gyula Y.

Hogyan bírhatjuk szóra a molekulákat, avagy mi is az a spektroszkópia?

Összefonódottság detektálása tanúoperátorokkal

Kvantum informatika és kommunikáció 2018 tavasz. Motivációk + Admin

ψ a hullámfüggvény KVANTUMELEKTRONIKA Kvantummechanikai alapok

József Cserti. ELTE, TTK Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék. A évi fizikai Nobel-díj. a topológikus fázisokért...

Bevezetés a kvantum informatikába és kommunikációba 2019 tavasz. Motivációk + Admin

Tartalom jegyzék 1 BEVEZETŐ SZOFTVER ÉS HARDVER KÖVETELMÉNYEK 2 2 TELEPÍTÉS 2 3 KEZELÉS 5

Nagy számok faktorizációja a Shor-algoritmussal

ELTE Fizikai Intézet. FEI Quanta 3D FEG kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp

Elektromos áram. Vezetési jelenségek

A jövő anyaga: a szilícium. Az atomoktól a csillagokig február 24.

1. Generáció( ):

Laptop: a fekete doboz

Összeadás BCD számokkal

Algoritmusok Tervezése. 6. Előadás Algoritmusok 101 Dr. Bécsi Tamás

Kvantumszámítógépes algoritmusok

Kiegészítő részelőadás 1. Az algoritmusok hatékonyságának mérése

2. Fejezet : Számrendszerek

KVANTUMMECHANIKA. a11.b-nek

Az optika a kvantummechanika előszobája

Diszkrét matematika I.

Kvantumos jelenségek lézertérben

Programtervezés. Dr. Iványi Péter

A nagy időfelbontású kamerák következő generációja: EDICAM

Egy kvantumradír-kísérlet

Orvosi készülékekben használható modern fejlesztési technológiák lehetőségeinek vizsgálata

A kvantummechanikától a kvantumtechnológiáig

Big Data technológiai megoldások fejlesztése közvetlen mezőgazdasági tevékenységekhez

3. óra Számrendszerek-Szg. történet

Analitikai szenzorok második rész

Valódi mérések virtuális műszerekkel

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Digitális technika VIMIAA01

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

3. óra Számrendszerek-Szg. történet

Fókuszált ionsugaras megmunkálás


Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 5. mérés: Elektronspin rezonancia március 18.

Energiaminimum- elve

13. Egy x és egy y hosszúságú sorozat konvolúciójának hossza a. x-y-1 b. x-y c. x+y d. x+y+1 e. egyik sem

Projekt beszámoló. NEWSIT News basedearlywarning System forintradaytrading: Hír alapú Korai Figyelmeztető Rendszer Napon belüli Kereskedéshez

Fókuszált ionsugaras megmunkálás

5. Fejezet : Lebegőpontos számok. Lebegőpontos számok

Jelöljük meg a kérdésnek megfelelő válaszokat! 1, Hullámokról általában: alapösszefüggések a harmonikus hullámra. A Doppler-effektus

Zitterbewegung. általános elmélete. Grafén Téli Iskola Dávid Gyula ELTE TTK Atomfizikai Tanszék

Lenovo Ideapad YOGA M1001BHV (80M1001BHV)

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

Kvantumkriptográfia II.

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

The Architecture of Computer Hardware and Systems Software: An InformationTechnology Approach 3. kiadás, Irv Englander John Wiley and Sons 2003

ELEKTRONIKAI ALKATRÉSZEK

Adatszerkezetek 2. Dr. Iványi Péter

Digitális Technika I. (VEMIVI1112D)

5. Fejezet : Lebegőpontos számok

Nagy Gábor compalg.inf.elte.hu/ nagy ősz

Az analóg médiák: fénykép(analóg fényképezővel készített), analóg hangfelvétel, analóg videofelvétel.

Elektromos töltés, áram, áramkör

Elektromosság, áram, feszültség

Digitális Technika I. (VEMIVI1112D)

Számítógép-rendszerek fontos jellemzői (Hardver és Szoftver):

Alkímia Ma. az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával. KÖZÉPISKOLAI KÉMIAI LAPOK

Searching in an Unsorted Database

Átírás:

Kvantumszámítógép a munkára fogott kvantummechanika Széchenyi Gábor ELTE, Anyagfizikai Tanszék Atomoktól a csillagokig, 2019. április 25.

Kvantumszámítógép a hírekben

Egy új technológia 1940-es 1980-as 2010-es Kvantumszámítógép: 20?? Más fizikai alapok Bonyolult technológia Más problémák megoldására Nem váltja ki a klasszikust

Tranzisztorok száma egy chipben Moore-törvény Csíkszélesség: 10 nm = 20 Si atom Bemutatás éve

Klasszikus számítógép 10111010101011111010 1010101010101010100000 1111010110101110000000 0111110111100010101010 011010101010100 Műveletek végzése: Egybites kapuk: BEMENET 0 1 1 0 Kétbites kapuk: KIMENET BEMENET KIMENET XOR A B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Univerzális kapukészlet

Kvantumbit és szuperpozíció Klasszikus bit Kvantumbit vagy Szuperpozíció: számok (súlyok) Klasszikusan nehezen érthető Egyszerre vagyok otthon és atomcsill előadáson Egyszerre élő és holt egy macska Elektron az atommag körül Több lehetséges állapot mint klasszikusan (N kvantumbit 2 N bit) Sérülékeny állapotok Mérés Környezettel való kölcsönhatás tönkre teszi

Mi az értelme? Kvantumbiteken gyorsabb algoritmusok: Grover-algoritmus Telefonkönyv Kinek a száma a 229-3033? Klasszikusan ~ n Kvantumosan Shor-algoritmus Kvantumrendszerek effektívebb szimulálása: Molekulák szimulálása Új anyagok keresése Gyógyszerkutatás Akkumulátorok, napelemek Az algoritmusok még kezdetlegesek Lesz hardver jönnek a jobb szoftverek, algoritmusok?

Shor-algoritmus Prím faktorizáció: 15 3 5 1247 29 43 Kiszámolni: nehéz Ellenőrizni: könnyű Számolási igény (laptop): 33 jegyű szám 0,06 s 60 jegyű szám 1 perc 1024 jegyű szám 10 54 év RSA és más titkosítások alapja Kvantumosan: Shor-algoritmus exponenciális polinomiális 600 jegyű szám 4000 tökéletes qubit véges idő alatt feltörhetőek a ma használt titkosítások Milyen más problémákat tudunk kvantumosan gyorsabban megoldani? Nem tudjuk.

Építsünk kvantumszámítógépet! Kellenek kvantumbitek (lehetőségek): Elektron, vagy atommag spinje Fény polarizációja Elektron pozíciója Elektronok vagy fotonok száma Áram iránya egy szupravezető karikában Meg kell védeni a környezet hatásaitól: mk hőmérséklet, vákuum Műveleteket kell rajta végezni (jó hatékonysággal): inicializálás egykvantumbites kapuk kétkvantumbites kapuk kiolvasás Legyen sok kvantumbit, és legyen skálázható a rendszer

IBM Q Experience Előnyök: Mindenki kipróbálhatja az 5 és 14 qubites verziót Működik Hátrányok: Nincs teljes összekötöttség Viszonylag nagy (~cm) Pontatlan (pl.: 8% kiolvasási hiba) Szupravezető qubit Rezonátorok

IonQ Csapdázott ionok lézersugarakkal manipulálva Előnyök: 11 teljesen összekötött qubit Viszonylag pontos Egykvantumbites kapuk 0,03% Kétkvantumbites kapuk 1% 60 hosszú program futtatható rajta Hátrányok: Viszonylag nagy (~cm) Nem olyan egyszerű kipróbálni Nehezen skálázható Cikkek: Ground-state energy estimation of the water molecule on a trapped ion quantum computer (2019. márc.) Benchmarking an 11-qubit quantum computer (2019. márc.) Complete 3-Qubit Grover search on a programmable quantum computer (2017. dec.)

D-wave 2048 qubit A legnagyobb kvantumszámítógép, kvantumos jelenségeket mutató hűtőgép Nem kvantumkapukat használ Energiaminimumot keresi Ez a kettő elvileg megfeleltethető egymásnak Mennyire kvantumos? Nem tisztázott. Lehet-e rajta a korábbi algoritmusokat futtatni? Valószínűleg nem.

Hova tovább? Növelni a kvantumbitek számát! Skálázható rendszert választani! Csökkenteni a kvantumbitek és chipek méretét! Minél pontosabb kapukat készíteni! Eredményként néhány 100 qubites gépünk Kicsit hibás kapukkal Valószínűleg nem rázza meg a világot! Következő nagy lépés: Hibajavítás Eredményként bizonyos problémákra hatékonyabb gép mint a klasszikus Mikor lesz kvantumszámítógép? Lesz-e hatékony kvantumszámítógép? Hosszú az út Legyünk optimisták