Opracowanie zawiera podstawowe informacje z dziedziny fizyki kwantowej potrzebne do zrozumienia zasad działania komputerów kwantowych i obliczeń kwantowych. Wyjaśnia od podstaw zagadnienia takie jak jednostka informacji kwantowej - kubit oraz sfera Blocha. Celem tego opracowania jest wprowadzenie do świata informatyki kwantowej osób nie będących fizykami kwantowymi, które planują zastosowanie algorytmów kwantowych w swoich badaniach naukowych
EN
The paper includes basic information over the domain of quantum physics needed to understand basic principles of calculations and operations with the use of quantum computers. Questions of the unit of quantum information – qubit, and the Bloch’s zone are thoroughly explained. The paper is aimed to be an introduction into the world of quantum IT for persons beyond the quantum physics who want to use the quantum algorithms for their scientific researches.
Opracowanie zawiera przykładową realizację platformy sprzętowej przeznaczonej do symulacji wybranych elementarnych obliczeń kwantowych. Opisano podstawowe karty zestawu Sinara wraz z oprogramowaniem oraz platformą do eksperymentów z dziedziny fizyki kwantowej oraz obliczeń kwantowych. Przedstawiono przykładowe zastosowania platformy sprzętowej łącznie z instrukcją uruchomienia podstawowych algorytmów kwantowych.
EN
An exemplary hardware platform for simulation of some elementary quantum computations is presented in the paper. Basic cards of Sinara system with software and platform for experiments in domain of quantum physics and computations were described. Some exemplary applications of the hardware platform and instruction for starting up basic quantum algorithms are presented.
Artykuł zawiera definicje elementów informatyki kwantowej w odniesieniu do klasycznych technologii obliczeniowych. Wyjaśnia zasady transformacji algorytmów obliczeniowych do dziedziny obliczeń kwantowych z wykorzystaniem optymalizacji i rachunku macierzowego. Przedstawia przykładowe zastosowania klasycznych algorytmów i ukazuje możliwości ich realizacji w dziedzinie informatyki kwantowej. Autor wskazuje na możliwość zastosowania algorytmów kwantowych w nowych technologiach obliczeniowych w zakresie kryptografii kwantowej i złożonych obliczeniowo analiz danych.
EN
The paper includes definitions of elements of quantum IT referred to classical technologies of computation. It explains the principles of transformation of calculating algorithms to the domain of quantum computations using the optimisation and matrix calculus. Exemplary applications of classical algorithms are presented with possibilities of their realisation in domain of quantum IT. Autor presents some possibilities for using quantum algorithms in new computation technologies concerning quantum cryptography and data analyses with complex computations.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper investigates whether a quantum computer can efficiently simulate an exponential decay of probability of finding a quantum system in an excited state. An algorithm is presented for simulating the time evolution of such a system, implemented on standard two-input gates. The paper examines the properties of the proposed algorithm and then compares the obtained results with theoretical predictions.
PL
W artykule badamy czy komputer kwantowy potrafi efektywnie symulować eksponencjalny zanik prawdopodobieństwa przebywania układu kwantowego w stanie wzbudzonym. Głównym rezultatem pracy jest algorytm, który umożliwia symulację czasową tego typu układów zaimplementowany na standardowych dwówejściowych bramkach. Badamy tutaj własności proponowanego algorytmu i porównujemy go z przewidywaniami teoretycznymi.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper, we examine whether a quantum computer can efficiently simulate resonant interaction between a pair of two-level quantum systems. We present an algorithm for simulating time evolution of such a system, implemented on standard two-input gates. We study the influence of accuracy of gates and decoherence on the quality of results.
In this paper, we examine whether a quantum computer can efficiently simulate quantum processes such as the tunnel effect. We examine a quantum algorithm that calculates the value of transition and reflection coefficients for the Gaussian wave packet scattered on a rectangular potential. We compare the results obtained in this way with the results of classical simulations and analytical calculations.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper we examine whether a quantum computer can efficiently simulate Pauli particle in external magnetic field. We consider Gaussian wave packet in two cases: in uniform magnetic field and in magnetic field with rectangular amplitude. We compare the results obtained from quantum algorithm with the results of classical simulations.
PL
W niniejszej pracy badamy czy komputer kwantowy może efektywnie symulować cząstkę Pauliego w zewnętrznym polu magnetycznym. Rozważamy pakiet gaussowski w dwoch przypadkach w jednorodnym polu magnetycznym i w polu o amplitudzie prostokątnej. Porownujemy wyniki otrzymane dla algorytmu kwantowego z rezultatami symulacji klasycznej.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper we examine whether a quantum computer can efficiently simulate time evolution of a one dimensional Schrödinger particle. Two cases are considered: free particle and particle dispersed on a rectangular potential. In order to simulate the Schrödinger particle, we use a quantum algorithm based on the procedure of diagonalisation of time evolution operator. The procedure of diagonalisation is based on the Quantum Fourier Transform (QFT) algorithm. The effects of simulation are presented in the form of figures. We also compare the results obtained from quantum algorithm with the results of classical simulations (Cayley's method).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.