Как стать автором
Обновить
16.2

Квантовые технологии

Квантовые вычисления, алгоритмы и вот это всё

Сначала показывать
Порог рейтинга
Уровень сложности

В квантовых играх не получится рассчитывать на удачу

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 7.9K

В этих играх сочетаются квантовая запутанность, бесконечности и невозможность подсчёта вероятности выигрыша. Но если исследователи сумеют раскусить их, они откроют нам глубокие секреты математики.




В 1950-х четверо военнослужащих армии США, увлекавшихся математикой, использовали примитивные электронные калькуляторы для расчёта оптимальной стратегии игры в блэкджек. Их результаты были позднее опубликованы в журнале американской статистической ассоциации, и описывали наилучшие решения, которые может принимать игрок в любой ситуации в игре.

Однако такая стратегия, которую любители азартных игр позже окрестят «правилами» [the book], не гарантирует победы игроку. У блэкджека, а также пасьянса, шашек или множества других игр, есть определённый «потолок» по проценту игр, в которые игрок может выиграть – даже если он будет каждый раз играть идеально.
Читать дальше →
Всего голосов 21: ↑17 и ↓4 +13
Комментарии 13

Новый подход к умножению подсказывает, как улучшить квантовые компьютеры

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 5.7K

На практике на квантовых компьютерах нельзя запускать многие программы, предназначенные для классических компьютерах, поскольку они не умеют выборочно забывать информацию. Новый алгоритм умножения показывает, как можно обойти эту проблему



Классические биты – чёрно-белые, а квантовые немного сложнее

Когда мне было 9, родители купили новый компьютер. Он практически по всем статьям был лучше старого, кроме одного: на нём не запускались мои любимые гонки. Помню, как я думал – зачем нужен новомодный компьютер, если он не запускает мою самую любимую программу?

Та же проблема есть и у квантовых компьютеров. В теории они способны на всё, на что способен классический. На практике их квантовость делает практически невозможным запуск некоторых наиболее важных классических алгоритмов.
Читать дальше →
Всего голосов 21: ↑15 и ↓6 +9
Комментарии 9

Нехватка гелия может замедлить развитие квантовых компьютеров — обсуждаем ситуацию

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 10K
Рассказываем о предпосылках и приводим мнения экспертов.


/ фото IBM Research CC BY-ND

Зачем нужен гелий в квантовых компьютерах


Прежде чем перейти к рассказу о ситуации с нехваткой гелия, поговорим о том, зачем вообще квантовым компьютерам нужен гелий.

Квантовые машины оперируют кубитами. Они, в отличие от классических битов, могут находиться в состояниях 0 и 1 одновременно — в суперпозиции. В вычислительной системе возникает явление квантового параллелизма, когда операции производятся одновременно с нулем и единицей. Эта особенность позволяет машинам на основе кубитов решать некоторые задачи быстрее классических компьютеров — например, моделировать молекулярные и химические реакции.
Читать дальше →
Всего голосов 27: ↑24 и ↓3 +21
Комментарии 14

А не замахнуться ли нам на оптическую связь? Лазеры, космос, CubeSat

Время на прочтение 8 мин
Количество просмотров 5.9K

Материал, описанный ниже, является результатом совместной работы с преподавателями ТУ Ильменау в рамках местного курсового проекта (Advanced Research Project). Опыт интересный, но и не лишенный определенных сложностей. Делали мы этот проект (и ещё один) вместе с моей тогда ещё невестой — да, так вот нам повезло и учиться вместе, и поехать на стажировку в Германию. По правде сказать, эту часть работы делала в большей степени именно она, но популяризировать эту тему хочется мне.


Итак, однажды мы назначили встречу, чтобы выбрать тему научной работы...


Читать дальше →
Всего голосов 16: ↑16 и ↓0 +16
Комментарии 10

Истории

Как квантовые вычисления могут повлиять на разработку ПО

Время на прочтение 11 мин
Количество просмотров 10K
Всем привет!

Примерно в течение последнего полугода издательство активно прорабатывает тему квантовых вычислений и их практической применимости. Долго не удавалось найти достойную статью для перевода по этой интереснейшей теме, пока такая статья не появилась в блоге Oracle. Публикация послужит отличным введением и в программные, и в аппаратные, и в сугубо естественнонаучные проблемы этой новой парадигмы, поэтому — читать обязательно.


Читать дальше →
Всего голосов 16: ↑14 и ↓2 +12
Комментарии 13

Фотоэкскурсия: что делают в лаборатории квантовых материалов Университета ИТМО

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 4.2K
Ранее мы показывали наш фаблаб и лабораторию киберфизических систем. Сегодня вы сможете посмотреть на оптическую лабораторию физико-технического факультета Университета ИТМО.

Читать дальше →
Всего голосов 21: ↑20 и ↓1 +19
Комментарии 1

Кажется, эта квантовая машина противоречит стремлению Вселенной к беспорядку

Время на прочтение 8 мин
Количество просмотров 26K

Один из первых квантовых симуляторов продемонстрировал загадочное явление: ряд атомов, который периодически возвращается к упорядоченному состоянию. Физики наперегонки пытаются объяснить происходящее.




Тающее мороженое не подвержено спонтанному замерзанию. Однако один из квантовых симуляторов постоянно возвращается в упорядоченное состояние после достижения системой равновесия.

Пройдёт достаточно времени, и даже в самой прибранной комнате возникнет беспорядок. Одежда, книги и бумаги покинут своё упорядоченное состояние и рассеются по полу. И, что раздражает, эта тенденция к беспорядку отражает закон природы: беспорядок стремится расти.

Если, к примеру, вы вскроете баллон аквалангиста под давлением, молекулы воздуха внутри него вылетят наружу и разлетятся по комнате. Поместите кубик льда в горячую воду, и молекулы воды, замёрзшие в упорядоченной кристаллической решётке, разорвут свои связи и рассредоточатся. При смешивании и распределении система стремится к равновесию с окружающей средой, что называется термализацией.
Читать дальше →
Всего голосов 43: ↑38 и ↓5 +33
Комментарии 75

Квантовое обогащение в многомировой интерпретации

Время на прочтение 2 мин
Количество просмотров 7.7K
image

Квантовое самоубийство мне не нравится. Мне вообще не нравятся всякие там убийства-самоубийства. А вот полмиллиона долларов «из ничего» я бы заполучил в собственность охотно. А Вы?..
Рецепт, как это можно сделать
Всего голосов 44: ↑29 и ↓15 +14
Комментарии 77

Охлаждение левитирующей наночастицы посредством оптического резонатора

Время на прочтение 6 мин
Количество просмотров 4.8K


Весна в самом разгаре, последний снег практически везде растаял и воцарилось долгожданное тепло. Теплолюбивые люди наконец-то начинают снимать с себя вязаные свитера, шарфы и шапки, а моржи уже вовсю разгуливают в шортах и майках. Тем временем в одной из лабораторий университета Вены царит собачий холод и ученые тому чрезвычайно рады, ибо по-другому исследовать квантовые эффекты наночастиц крайне сложно. Если без литературных оборотов, то сегодня мы познакомимся с практическим испытанием нового метода охлаждения левитирующей наночастицы посредством ловушки из оптического резонатора. Зачем и как ученые заморозили наночастицу практически до абсолютного нуля, насколько действенен их метод и что он может привнести в изучение квантовых эффектов? Ответы на эти и другие вопросы мы найдем в докладе исследовательской группы. Поехали.
Читать дальше →
Всего голосов 19: ↑19 и ↓0 +19
Комментарии 20

Практическое использование D-Wave 2000Q: крутая кривая обучения квантовым вычислениям

Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров 4.9K

Переосмыслить концепцию задачи тяжело, но результат стоит того




Примечание автора: я знаю, что неправильно вычислил перенос Брэгга как в классическом, так и в квантовом случае; однако, это достаточно близко к правде для того, чтобы понять разницу между программированием классического и квантового компьютера.

Время: где-то в 2018 году. Место: тухлый канал в Слаке.

«Ты знаешь Python?»

Вопросы Джона Тиммера, научного директора Ars Technica, иногда могут застать врасплох. Если бы в Слаке можно было пропитывать буквы осторожностью, то мой ответ «Да» просто сочился бы ею.

Оказывается, что D-Wave решила дать всему миру доступ к своему квантовому оптимизатору через API. Ars пригласили его опробовать, но нужно было знать Python. Я был готов на это.
Читать дальше →
Всего голосов 12: ↑8 и ↓4 +4
Комментарии 0

Квантовая физика, вероятно, сможет защитить электрические сети США от хакеров

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 4.4K

Эксперты по кибербезопасности годами били тревогу: хакеры присматриваются к электрической сети США. И эта угроза не гипотетическая – группа лиц, якобы связанных с российским правительством, получила удалённый доступ к компьютерам энергетических компаний – так, по крайней мере, сообщили из Министерства внутренней безопасности в прошлом марте. В некоторых случаях хакеры могут даже напрямую отправлять команды оборудованию, то есть, отключить электричество в домах потребителей. Чтобы защититься от хакеров, электростанциям нужно обеспечить лучшую безопасность.

Одна группа физиков считает, что нашли средство: электростанции с квантовым шифрованием.
Читать дальше →
Всего голосов 15: ↑10 и ↓5 +5
Комментарии 17

Необычно связав между собой кубиты, D-Wave существенно увеличила скорость работы квантового компьютера

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 6.2K

«Большая волна в Канагаве» — гравюра на дереве японского художника XIX века Кацусики Хокусая

В начале марта D-Wave Systems объявила о выходе их нового компьютера, работающего на принципе квантового отжига. В новой машине сделано несколько технических усовершенствований, а также значительно изменено физическое расположение компонентов. Что это означает? Вместе с онлайн-ресурсами компании D-Wave, устройство, приближающееся к состоянию полезного, начинает обретать форму.

Делаем гладкий компьютер


Перед тем, как добраться до вкусной начинки, сначала надо погрызть краешек печеньки – то есть, узнать, а что же такое квантовый отжиг? Большая часть компьютеров работает прямолинейно: чтобы сложить два числа, создаём набор логических вентилей, которые осуществят сложение. Каждый из вентилей выполняет набор своих, чётко определённых операций на входных данных.
Всего голосов 17: ↑16 и ↓1 +15
Комментарии 8

Действительно ли надёжна квантовая криптография?

Время на прочтение 12 мин
Количество просмотров 21K


Тысячи лет лучшие умы человечества изобретают способы защитить информацию от чужих глаз, но каждый раз находится способ раскрыть тайну шифра и прочитать секретные документы. Очередным святым Граалем криптографов всего мира стала квантовая криптография, в рамках которой информация передаётся с помощью фотонов. Фундаментальные свойства фотона как квантовой частицы таковы, что измерение характеристик неизбежно меняет его состояние. Другими словами, невозможно тайком перехватить информацию, передаваемую по квантовому каналу, потому что это изменит её. Или всё-таки возможно?
Читать дальше →
Всего голосов 28: ↑28 и ↓0 +28
Комментарии 16

Ближайшие события

Московский туристический хакатон
Дата 23 марта – 7 апреля
Место
Москва Онлайн
Геймтон «DatsEdenSpace» от DatsTeam
Дата 5 – 6 апреля
Время 17:00 – 20:00
Место
Онлайн

Экзотический карандаш: обнаружение второго звука в обыкновенном графите

Время на прочтение 9 мин
Количество просмотров 8.7K


Проснуться утром под пение туканов, посмотреть прогноз погоды и увидеть все те же +28, надеть любимые шорты и пойти гулять по городу, отогнать наглых обезьян от мусорного бака, прогуляться по пальмовой аллее, присесть на лавку перед озером и покормить фламинго, вспомнить про подготовку к зиме и купить еще одни шорты. Для кого-то подобный день не является чем-то необычным, но для нас (я имею в виду жителей континентальных климатических регионов) это самая настоящая экзотика. При чем тут фламинго и туканы к физике, спросите вы? А при том, что физике тоже не чужда экзотика, проявляющаяся в процессах, веществах и явлениях, которые каким-то образом отличаются от общепринятой нормы. Сегодня мы поговорим именно об одном из таких явлений — втором звуке, который был обнаружен в обыкновенном графите. Что в нем такого экзотического, как ученые его нашли и должны ли мы разделять их восторг от открытия? Ответы мы найдем, там где и обычно — нет, не в гугле, а в докладе исследовательской группы. Поехали.
Читать дальше →
Всего голосов 25: ↑22 и ↓3 +19
Комментарии 3

Фотоны, кванты и состояние Фока: манипуляции с радиочастотным резонатором на квантовом уровне

Время на прочтение 8 мин
Количество просмотров 6.5K


Мир квантовых технологий такой же богатый и запутанный, как история целой цивилизации. Одни открытия в этой области нас могут удивить, другие вводят в состояние интеллектуального ступора. А все потому, что квантовый мир живет по своим законам, и ему частенько нет никакого дела до классической физики. Мы привыкли связывать слово «квантовый» с вычислениями, которые можно производить быстрее и больше. Однако это далеко не единственное применение квантовых технологий. Сегодня мы рассмотрим исследование, в котором квантовая механика позволила ученым создать архитектуру, с помощью которой можно манипулировать радиочастотным резонатором на квантовом уровне. Звучит просто, но на деле достижение этого было сопряжено с рядом «головоломок». Какие именно аспекты квантовых наук использовали ученые, как они их реализовали и что именно из этого вышло мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.
Читать дальше →
Всего голосов 21: ↑21 и ↓0 +21
Комментарии 3

C вами Физтех.Science: ищем скрытые параметры и погружаемся в дивный квантовый мир

Время на прочтение 1 мин
Количество просмотров 4.8K
Привет, Хабр! Это «Физтех.Science» — видеоблог-погружение в этот странный, странный научный мир. Мир, в котором каждый день открывают что-то совершенно невообразимое: графен, гравитационные волны, пятиугольники. Мир, в котором нам самим интересно разбираться.

Сегодня смотрим, что может ответить наука на извечные вопросы про выбор и свободу воли? Могут ли случайности быть случайными? Для этого отправляемся в захватывающий мир суперпозиции состояний, корпускулярно-волнового дуализма и анекдотов про кота Шредингера. В микромир.

Предупреждаем: чрезмерное изучение квантмеха вызывает преисполнение в познании и слияние с бесконечно-вечным во всем его фрактальном подобии. Желаем вам приятного и неприятного просмотра одновременно!


Преисполниться в квантмехе
Всего голосов 19: ↑17 и ↓2 +15
Комментарии 1

Про квантовые вычисления и свободу воли

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 11K
Хабр, привет! Хочу поделиться своими размышлениями, которые возникли в результате изучения вопросов, связанных с квантовыми вычислениями. Прошу прощения за то, что в посте нет картинки, но думаю, что любое изображение будет лишь сбивать с толку и уводить от сути вопроса. Буду рад если кто-нибудь что-либо прокомментирует и поможет мне глубже разобраться в этих вопросах…

Постановка проблемы


Начну с того, что для построения квантовых компьютеров нужна довольно твердая теоретическая основа, свободная от парадоксов и противоречий. Квантовая механика появилась достаточно давно, но она была неполной из-за известных всем нестыковок.

Самым главным препятствием на пути на мой взгляд, являлась то, что никак не удавалось формализовать понятие коллапса волновой функции. И исключить из процесса измерения роль субъективного сознания. Как теорию не выворачивали наизнанку в разных интерпретациях, все равно все сводилось, что должен где-то быть наблюдатель, который в конце концов и решит, что действительно происходит. Абсурдность ситуации подытожил Эйнштейн, как всегда в своей ироничной, но довольно жесткой ко всем фантазерам манере: “Неужели Вы правда думаете, что Луна не существует, пока Вы на нее не смотрите”. Но несмотря на это, сам Эйнштейн так и не смог выдвинуть концепцию, снимающую противоречия и находящуюся в согласии с результатами экспериментов.
Читать дальше →
Всего голосов 27: ↑21 и ↓6 +15
Комментарии 176

Как пространство и время могут быть квантовым кодом исправления ошибок

Время на прочтение 10 мин
Количество просмотров 13K

Те же самые коды, требующиеся для предотвращения ошибок в квантовых компьютерах, могут придавать ткани пространства-времени присущую ей прочность



В игрушечных «голографических» вселенных (даже если и не в нашей, настоящей) ткань пространства-времени возникает на основе сети квантовых частиц. Физики обнаружили, что это работает по принципу квантового исправления ошибок.

В 1994-м математик из исследовательского подразделения AT&T по имени Питер Шор мгновенно прославил квантовые компьютеры (КК), открыв, что эти гипотетические устройства могли бы быстро раскладывать большие числа на множители – тем самым ломая большую часть современной криптографии. Но на пути реального создания КК стояла фундаментальная проблема: естественная неустойчивость их физических компонентов.

В отличие от двоичных битов информации обычных компьютеров, кубиты состоят из квантовых частиц, у которых есть вероятность нахождения в одном из двух состояний, обозначаемых |0> и |1>, в одно и то же время. При взаимодействии кубитов их возможные состояния становятся взаимозависимыми, и шансы оказаться в состояниях |0> и |1> зависят друг от друга. Пропорциональные вероятности растут тем более, чем сильнее после каждой операции кубиты становятся запутанными друг с другом. Поддержка и управление этим экспоненциально растущим количеством одновременных возможностей и делают КК теоретически мощными.
Всего голосов 26: ↑21 и ↓5 +16
Комментарии 4

Технология, которая приблизит запуск квантовых сетей

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 7.7K
Физики из Университетов Торонто, Осаки и Тоямы представили концепцию квантового повторителя, который не использует ячейки квантовой памяти и способен работать при комнатной температуре. В перспективе он позволит реализовать масштабные квантовые сети.

Рассказываем, в чем заключается инновация.

Читать дальше →
Всего голосов 21: ↑20 и ↓1 +19
Комментарии 2

Конкурс по программированию на Q#: Microsoft Q# Coding Contest

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 4.1K

Команда Microsoft Quantum рада анонсировать Q# Coding Contest – зима 2019! В этом конкурсе вы можете проверить свои навыки квантового программирования, решая задачи квантовых вычислений на Q#. Победители получат футболку Microsoft Quantum!


Квантовые вычисления — это принципиально другая вычислительная парадигма по сравнению с классическими вычислениями. На самом деле, они настолько отличаются, что некоторые задачи, которые считаются классически неразрешимыми (такие как разложение целых чисел или моделирование физических систем), могут эффективно выполняться на квантовом компьютере. В 2017 году Microsoft представила Quantum Development Kit, который включает язык программирования Q#. Q# может использоваться с Visual Studio, Visual Studio Code или командной строкой, в Windows, macOS и Linux.


Читать дальше →
Всего голосов 16: ↑16 и ↓0 +16
Комментарии 3

Вклад авторов