Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Computer Simulation of Two - Mode Nonlinear Quantum Scissors

100%

Dung Nguyen T. , Leoński W. , Cao Long V.

|

2013

|

tom Vol. 19, No. 3

175--181

EN

We present a simulation method allowing for modeling of quantum dynamics of nonlinear quantum scissors’ (NQS) systems. We concentrate on the two-mode model involving two mutually interacting nonlinear quantum oscillators (Kerr nonlinear coupler) excited by a series of ultra-short external coherent pulses. We show that despite the simplicity of the method one can obtain non-trivial results. In particular, we discuss and compare two cases of kicked nonlinear coupler, showing that the quantum evolution of the system remains closed within a two-qubit Hilbert space and can lead to maximally entangled states generation.

2

Quantum Computing with Quantum Dots

100%

Adamowski J. , Bednarek S. , Szafran B.

|

tom Vol. 14

95-111

3

The Quantum Computer - What Does It Means?

100%

Kosiński J.

|

2007

|

tom Vol. 1(8)

77--96

EN

In a classical measurement the Shannon information is a natural measure of our ignorance about properties of a system. There, observation removes that ignorance in revealing properties of the system which can be considered to preexist prior to and independent of observation. Because of the completely different root of a quantum measurement as compared to a classical measurement, conceptual difficulties arise when we try to define the information gain in a quantum measurement using the notion of Shannon information. In contrast to classical measurements, quantum measurements, with very few exceptions, cannot be claimed to reveal a property of the individual quantum system existing before the measurement is performed. A mathematical theory of computation that is based on quantum physics is bound to be different. They are the analogues for quantum computers to classical logic gates for conventional digital computers. Although quantum gates work on qubits in a much different fashion from standard electronic circuits, they only differ in their basic effects in one sense: reversibility.

4

Komputery kwantowe. Cz. 2

89%

Soszyński S.

|

2003

|

tom Vol. 23, nr 9

10-13

PL

Teoria komputerów kwantowych wyznacza nowy kierunek projektowania nowoczesnych układów scalonych w skali atomowej, klasycznej i kwantowej kryptografii, algorytmów kwantowych, teorii informacji itd. Ostatnio odkryto nowy rodzaj maszyn, korzystających z oddziaływań kwantowo-mechanicznych, które mogą działać nieprzerwanie przez wiele lat, umożliwiając rozwiązanie dowolnego matematycznego lub fizycznego problemu. Komputery kwantowe są bardzo nawatorskim projektem - stanowią nową, atrakcyjną i wydajną alternatywę komputerów klasycznych.

EN

Theory of quantum computation is a new trend of designed modern integrated circuit in atomic scale, classical and quantum cryptography, quantum algorithms, theory of information, etc. Recently there were invented new kinds of machines, making useful interaction quantum-mechanics, which can run continuously for a years and are able to estimate any physical or mathematical problem. Quantum computers are very innovative project they presents a new, attractive and efficiently alternative for classical computers.

5

Parallel implementation of a quantum computing simulator

63%

Sawerwain M. , Pilecki J.

|

tom Vol. 14, nr 2

79-89

EN

In this paper the specialized software called quantum computation simulator is presented. Basic properties of quantum computation simulations are discussed. The algorithm of parallel implementation of a vector state transformation is presented also. Some examples of the presented software application are shown.

6

Superpozycja, koherencja, interferencja i splątanie kwantowe

51%

Romaniuk R.

|

tom Vol. 62, nr 8

23--30

PL

Superpozycja kwantowa jest fundamentalną zasadą mechaniki kwantowej a w informacyjnych technikach kwantowych jest fundamentalną przestrzenią istnienia kubitu, np. dwupoziomowego energetycznie, i jego ogólniejszej formy, wielopoziomowego energetycznie, kuditu. Dwa podstawowe/bazowe/czyste stany kwantowe kubitu mogą być dodane do siebie, nałożone, superponowane, współistnieć jednocześnie i rezultatem jest inny stan kwantowy tego kubitu. Każdy stan kwantowy kubitu może być reprezentowany jako suma dwóch różnych stanów kwantowych. Każdy stan kwantowy kuditu może być reprezentowany jako suma wielu różnych stanów kwantowych. Koherencja jest zasadniczą kategorią aby kubit był w stanie superpozycji. Koherencja kwantowa (i związana z nią interferencja) oraz splątanie są w pewnym sensie wspólnie zakorzenione w zasadzie superpozycji kwantowej. Koherencja i splątanie kwantowe są kategoriami zasobowo i operacyjnie pokrewnymi choć konceptualnie i ideologicznie odmiennymi. Zasobowe ujęcie tych kategorii stosuje wymienne miary ilościowe i jakościowe, pozwalające na analogiczną ocenę możliwości funkcjonalnych kwantowych systemów obliczeniowych i metrologicznych pozostających w stanie superpozycji, poprzez zgromadzone w nich zasoby koherencji i/lub splątania. Superpozycja kwantowa jest rodzajem fundamentu, na którym mierzalne ilościowo i jakościowo zasoby w postaci koherencji i splątania umożliwiają budowę technologii kwantowych i aplikacji. Miar tych zasobów kwantowych, prostszych dla stanów bazowych, bardziej złożonych dla stanów mieszanych, jest wiele określających je z różnych stron funkcjonalnych. Dla kwantowych stanów mieszanych definiowane są także inne miary jak np. niezgoda (discord) kwantowa.

EN

Quantum superposition is a fundamental principle of quantum mechanics, and in quantum information techniques it is the fundamental space for the existence of a qubit, two-level energy quantum system, and its more general form, multi-level energy quantum system, a qudit. Two fundamental / basis / pure quantum states of a qubit can be added together, superposed, coexist simultaneously, and the result is a different quantum state of this qubit. Each quantum state of a qubit can be represented as the sum of two different quantum states. Each qudit quantum state can be represented as the sum of many different quantum states. Coherence is an essential category for a qubit to be in superposition. Quantum coherence (and the associated interference) and entanglement are, in a sense, co-rooted in the principle of quantum superposition. Coherence and quantum entanglement are categories in terms of resources and operationally related, although conceptually and ideologically different. The resource approach to these categories uses interchangeable quantitative and qualitative measures, allowing for an analogous assessment of the functional capabilities of quantum computational and metrological systems remaining in a state of superposition, through the resources of coherence and entanglement stored in them. Quantum superposition is a kind of a basement foundation, on which measurable qualitatively and quantitatively resources like coherence and entanglement enable building quantum technologies and applications. There are numerable measures for these quantum resources, simpler for pure quantum states and more complex for mixed states. These measures see the resources from different functional states. There are defined other measures especially for mixed quantum states like the quantum discord.

7

Teleinformatyka kwantowa

51%

Romaniuk R. S.

|

2022

|

tom nr 5

654--665

PL

Technologia kwantowa jest obszarem coraz skuteczniej funkcjonalizującym zjawiska mechaniki kwantowej, nie tylko jak to robiono dotychczas z sukcesem, czyli głównie poprzez inżynierię przerwy zabronionej. Epoka Quantum-1 dała nam układy scalone, lasery, czujniki, komputery, informatykę, telekomunikację światłowodową i satelitarną. W wielu obszarach Quantum-1 doszliśmy, lub za jakiś czas dojdziemy, do granic technologicznych. Świat naukowy zauważył możliwość dalszego, nie ewolucyjnego, ale skokowego rozwoju wymienionych technologii poprzez zmianę epoki na coś co dzisiaj nazywamy Quantum 2. Quantum 2 nie bazuje na przerwie zabronionej tak jak Quantum 1, ale usiłuje dowolnie manipulować pojedynczym izolowanym, a także grupą skorelowanych układów kwantowych. Za taką datę narodzin Quantum 2 uznaje się odkrycie przez Johna Stewarda Bella w 1964 roku nierówności i sformułowanie na jej podstawie prawa dotyczącego ścisłej granicy nielokalności kwantowej w układzie dwustronnym, lub jak dzisiaj mówimy dowodu splątania między Alicją i Bobem. J.S.Bell przedstawił możliwość prostej i ścisłej eksperymentalnej weryfikacji paradoksu EPR z roku 1934 poprzez statystyczny pomiar korelacji kwantowych. Nie od razu skonsumowano to genialne odkrycie. Pierwszy prosty eksperyment weryfikacyjny prawdziwość naruszenie nierówności wykonał zespół Johna Clausera w r. 1979 na podstawie wyprowadzonej w roku 1969 nierówności klasy Bella - CHSH. Pełny eksperyment, jednak bez unikania większości luk pomiarowych, wykonał po raz pierwszy zespół Alaina Aspecta w roku 1982. Zespół Antona Zeilingera wykonał wiele testów Bella także w skali kosmicznej, pokazał pierwszy teleportację kwantową i możliwość manipulacji splątaniem poprzez jego przełączanie między kubitami. Clauser, Aspect i Zeilinger otrzymali nagrodę Nobla z fizyki za te osiągnięcia w roku 2022. Stanowią one bramę wejściową do epoki Quantum 2 i podstawę rozwoju informacyjnych technologii kwantowych na fizycznej platformie fotoniki kwantowej.

EN

Quantum technology is an area that is increasingly functionalizing the phenomena of quantum mechanics, not only as it has been successfully done so far, i.e. mainly through the forbidden gap engineering. The Quantum-1 era gave us integrated circuits, lasers, sensors, computers, IT, fiber optic and satellite telecommunications. In many areas of Quantum-1, we have reached or will come to technological limits in some time. The scientific world has noticed the possibility of a further, not evolutionary, but leapfrog development of these technologies by changing the epoch to what we now call Quantum-2. Quantum-2 is not based on a forbidden band like Quantum-1, but tries to arbitrarily manipulate a single isolated as well as a group of correlated quantum systems. The birth date of Quantum-2 is considered to be the discovery by John Steward Bell in 1964 of inequality and the formulation of a law on the strict limit of quantum nonlocality in a bilateral system, or as we speak today, the proof of entanglement between Alice and Bob. J.S.Bell presented the possibility of a simple and strict experimental verification of the EPR paradox from 1934 through the statistical measurement of quantum correlations. This brilliant discovery was not immediately consumed. The first simple experiment to verify the truth of the inequality was performed by John Clauser’s team in 1979 on the basis of the Bell-class CHSH inequality derived in 1969. The full experiment, but without avoiding all measurement loopholes, was first performed by Alain Aspect’s team in 1982. Anton Zeilinger’s team performed many Bell tests also on a cosmic scale, showed the first quantum teleportation and the possibility of manipulating entanglement by switching between qubits. Clauser, Aspect and Zeilinger were awarded the Nobel Prize in Physics for these achievements in 2022. They are the gateway to the Quantum-2 era and the basis for the development of quantum information technologies on the physical quantum photonics platform.

8

Algorytmy NISQ

51%

Romaniuk R.

|

tom Vol. 62, nr 6

5--13

PL

NISQ (Noisy Intermediate Scale Quantum Technology) jest obecnie rozwijaną ze znacznymi sukcesami aplikacyjnymi technologią budowy kwantowych urządzeń/procesorów obliczeniowych. NISQ jest odmienny od uniwersalnego komputera kwantowego UQC. Urządzenie NISQ zawiera rdzeń kwantowy w postaci uporządkowanego zbioru kubitów fizycznych zorganizowanych w rejestry. Rdzeń jest izolowany elektromagnetycznie i termicznie od nadmiernego wpływu środowiska termodynamicznego. Rdzeń jest obsługiwany przez, dopasowany do technologii kubitów, system kontrolno-pomiarowy. System elektroniczny i fotoniczny bezpośrednio obsługuje kubity, biorąc pod uwagę ich delikatny kwantowy charakter i podatność na dekoherencję, oraz odpowiednio sprzęga rdzeń kwantowy ze światem zewnętrznym - w postaci klasycznego systemu komputerowego. Rdzeń kwantowy klasy NISQ realizuje tylko i wyłącznie specjalizowane dla niego klasy algorytmów. Oprócz najważniejszego wymogu realizowalności na poziomie kwantowym, algorytmy te powinny być także funkcjonalne i efektywne z punktu widzenia klasycznej techniki obliczeniowej. Efektywność tych algorytmów kwantowych jest mierzona relatywnie do analogicznych zadań rozwiązywanych klasycznie, generując takie wskaźniki jak advantage, supremacy i value. Kluczowym zagadnieniem rozwoju algorytmów NISQ jest pogodzenie kryteriów realizowalności, efektywności, i przydatności tej warstwy oprogramowania urządzenia NISQ, czasami uniwersalnej, czasami także dedykowanej dla konkretnej technologii kubitowej.

EN

NISQ (noisy intermediate scale quantum technology) is currently being developed with significant application successes in the construction of quantum devices and computing processors. NISQ is different from the universal quantum computer UQC. The NISQ device contains a quantum core in the form of an ordered collection of physical qubits organized into registers. The core is electromagnetically and thermally insulated from excessive influence of the thermodynamic environment. The core is supported by a control and measurement system adapted to the qubit technology. The electronic and photonic systems directly handle qubits, given their fragile quantum nature and susceptibility to decoherence, and properly couple the quantum core with the outside world - in the form of a classical computer system. The quantum core of the NISQ kind implements only classes of algorithms specialized for it. Apart from the most important requirement of realizability at the quantum level, these algorithms should also be functional and effective from the point of view of the classical computational technique. The efficiency of these quantum algorithms is measured relatively to analogous tasks solved classically, generating indicators such as advantage, supremacy and value. The key issue in the development of NISQ algorithms is to reconcile the criteria of realizability, efficiency, and usefulness of this layer of NISQ device software, sometimes universal, sometimes also dedicated to a specific qubit technology.

9

Quantum 2.0

38%

Romaniuk R.

|

tom Vol. 62, nr 2

3--11

PL

Pod pojęciem technika kwantowa a w tym fotonika kwantowa rozumiemy tutaj elementy i układy, oraz metody i konstrukcje wykorzystywane w informacyjnych technologiach kwantowych nazywanych w literaturze dumnie i chyba jeszcze nieco na wyrost epoką Quantum 2.0. Niektóre z produktów epoki Q 2.0 są już na rynku. Można zamówić i kupić kwantowy grawimetr absolutny, kwantowy fotoniczny zegar atomowy dokładniejszy o co najmniej rząd wielkości od fontanny cezowej, a także można sobie samemu zbudować z dostępnych na rynku elementów swój komputer kwantowy elementarnej klasy NISQ. Elektronika testowa i kwantowe środowisko programistyczne ARTIQ i SINARA kosztują relatywnie niewiele, bo w wersji podstawowej zaledwie kilkanaście tysięcy Euro. Znacznie droższe jest serce kwantowe komputera NISQ w postaci np. zestawu pułapek jonowych wymagających krio-chłodzenia i precyzyjnego sterowania laserowego. Alternatywnie do obliczeń można także skorzystać z chmury kwantowej oferowanej publicznie przez niektóre największe firmy informatyczne. Fotonika kwantowa jest stosowana w niemal wszystkich rozwiązaniach informacyjnych technologii kwantowych. Wymaga specjalnego rodzaju źródeł i detektorów promieniowania optycznego, jednoczęstotliwościowych i jednofotonowych, splątujących fotony, generujących kubity, modulatorów, funkcjonalnych elementów nieliniowych jak kowerterów częstotliwości, fotonicznych układów scalonych, sprzęgaczy, światłowodów jednopolaryzacyjnych itp. W pewnej części rozwiązań można stosować klasyczne komponenty fotoniczne dla wysokiej jakości telekomunikacji światłowodowej. Artykuł opracowano głównie na podstawie raportu OSA-OIDA.

EN

By quantum technology, including quantum photonics, we understand here components and systems, as well as methods and constructions used in quantum information technologies, which in literature are called proudly, and perhaps even slightly exaggerated, the era of Quantum 2.0. Some of the Q 2.0 era products are already on the market. You can order and buy an absolute quantum gravimeter, a quantum photonic atomic clock more accurate at least an order of magnitude than a Caesium fountain, and you can also build your own elementary NISQ quantum computer from the components available on the market. Test electronics and quantum programming environment ARTIQ and SINARA cost relatively little, because in the basic version only several thousand Euro. The quantum heart of the NISQ computer is much more expensive, e.g. a set of ion traps that require cryo-cooling and precise laser control. Alternatively, you can also take advantage of the quantum cloud offered to the public by some of the largest IT companies. Quantum photonics is used in almost all information solutions of quantum technologies. It requires a special type of optical radiation sources and detectors, single-frequency and singlephoton, photon entangling, generating qubits, modulators, functional non-linear elements such as frequency converters, photonic integrated circuits, couplers, single-polarizing optical fibers, etc. Some quantum applications may use standard photonic components for high quality fiber optic communications. The paper was prepared using mainly OSA-OIDA report.