Квантові комп’ютери

Related posts:

1. Тут можуть водитися квантові тигри Можна скласти карту областей, в яких фахівці з квантової інформатики проводять свої дослідження (рис. 16). Один із шляхів заповнити прогалини між простим і складним – розробка всеосяжної теорії сцепленности, аналогічної теорії енергії в класичній термодинаміці. Окремі кубіти цікаві, але при об’єднанні кількох кубітів виникають ще більш вражаючі особливості поведінки. Головна риса квантової теорії інформації – […]...
2. Квантові властивості атомів Випромінювання атомів. Істотно важливу інформацію про атоми фізики отримують при дослідженні їх електромагнітного випромінювання. Досвід показує, що оптичні спектри атомів є лінійчатими. Це означає, що спектри випромінювання атомів складаються з окремих спектральних ліній. При цьому кожен атом має свій характерний лінійчатий оптичний спектр. Так, для найпростішого атома водню ще в 1885 р була знайдена емпірично […]...
3. Квантові числа електронів Квантові числа – енергетичні параметри, що визначають стан електрона і тип атомної орбіталі, на якій він знаходиться. 1. Головне квантове число n характеризує загальну енергію електрона і розмір орбіталі. Воно приймає цілочисельні значення від 1: n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. 2. Орбітальна (побічна) квантове число l характеризує форму атомної орбіталі і […]...
4. Заповнення орбіталей Набори значень квантових чисел для різних атомних орбіталей: Під час заповнення електронами атомних орбіталей дотримуються наступні три правила: 1. Принцип стійкості (принцип мінімальної енергії). Орбіталі заповнюються починаючи з мають саму низьку енергію і далі в порядку її підвищення. У цьому випадку енергія атома є мінімальною, а стійкість – максимальною. Енергетична послідовність легко може бути описана […]...
5. Квантові (корпускулярні) властивості полів До кінця XIX в. склалося уявлення про те, що наш світ складається з частинок і фундаментальних полів – двох складових матерії. Залишалися лише малі “недопрацювання”, для подолання яких потрібно було прикласти деякі зусилля. Проте з цих малих “недоробок” на рубежі XIX-XX ст. у фізиці виникла нова, революційна теорія, яка кардинальним чином змінила уявлення про частки […]...
6. Бітрейт – що це таке? Бітрейт (bitrate) це кількість бітів пам’яті, яке виділяється на одиницю часу mp3-файлу або відеоролика. Чим вище бітрейт файлу, тим “якісніше” звук, і тим більше місця файл займає на диску. Бітрейт вимірюється, як правило, в кілобітах в секунду (kbps). Намрімер, якщо mp3-файл закодований з постійним бітрейтом в 128 kbps, це означає що на кожну секунду композиції […]...
7. Характеристика орбіталей Датським вченим Нільсом Бором в 1913 р було встановлено наступне. Кожна орбіталь (Бор називав їх орбітами) має строго певні розміри і тому називається стаціонарною або стійкою. Рухаючись за такою орбіталі, електрон не виділяє і не поглинає енергії, а повністю зберігає її запас Такий стан називається нормальним. Якщо електрону повідомити додатково енергію ззовні, то він “збуджується” […]...
8. Цифрова широтно-імпульсна модуляція Існує різновид ШІМ, звана цифровий ШІМ. У цьому випадку період сигналу заповнюється прямокутними подимпульсамі, і регулюється вже кількість подимпульсов в періоді, що і визначає середню величину сигналу за період. У цифровій ШІМ заповнюють період підімпульси (або “одинички”) можуть стояти в будь-якому місці періоду. Середнє значення напруги за період визначається тільки їх кількістю, при цьому підімпульси […]...
9. Парадокс Ейнштейна-Подольського-Розена Квантова зчепленість відноситься до тісної взаємозалежності квантових частинок – наприклад, пари електронів або пари протонів: деякі зміни стану однієї з них негайно відбиваються на інший, і не важливо, на якій відстані знаходяться частинки. Це настільки суперечить здоровому глузду, що Ейнштейн назвав квантову зчепленість “кошмарним дальнодействием”. Він вважав, що вона демонструє дефект квантової теорії і, особливо, […]...
10. Будова електронних оболонок атомів Число електронів в атомі хімічного елемента визначається зарядом ядра Ze, де Z – номер елемента (число протонів або Зарядове число атома); е – заряд протона, рівний за абсолютним значенням заряду електрона. Розглянуті вище квантові числа точно характеризують можливі стану одного електрона в полі ядра. Це – квантові стани одноелектронного іона. У всіх атомах, окрім водню, […]...
11. Квантова телепортація У серіалі “Зоряний шлях”, коли капітан повинен вислизнути з небезпечної ситуації на якійсь планеті, він командує інженеру на космічному кораблі: “випромінюючи-ка мене вгору!” Через секунду капітан зникає з планети і з’являється знову на кораблі. До недавнього часу телепортація речовини була чистою фантастикою. У 1993 р комп’ютерник Чарлз Беннет з колегами запропонував підхід, в якому квантовий […]...
12. Біт, кубіт З логічної точки зору комп’ютер складається з бітів (змінних, що приймають значення 0 або 1), а програма – це послідовність операцій, кожна з яких використовує невелике число бітів. Біт може мати одне з двох станів: 0 або 1. Тому біт можна представити абстрактно – стрілкою, спрямованої вгору або вниз. Кубіт – квантова версія біта – […]...
13. Квантово-механічна модель атома Орбиіаль – область простору всередині атома, у якій зосереджена велика частина заряду електрона. Орбіталь розглядається як сукупність імовірних (приблизно 90% можливих) положень електрона. Назва “орбіталь” (а не орбіта) відображає геометричне уявлення про стаціонарних станах електрона в атомі, підкреслюючи той факт, що стану електрона в атомі описується законами квантової механіки і відрізняється від класичного руху по […]...
14. Представлення чисел в ЕОМ 32-розрядні процесори можуть працювати з оперативною пам’яттю ємністю до 232-1, а адреси можуть записуватися в діапазоні 00000000 – FFFFFFFF. Однак у реальному режимі процесор працює з пам’яттю до 220-1, а адреси потрапляють в діапазон 00000 – FFFFF. Байти пам’яті можуть об’єднуватися в поля як фіксованою, так і змінної довжини. Словом називається поле фіксованої довжини, що […]...
15. Представлення чисел в ЕОМ. Формалізоване поняття алгоритму 32-розрядні процесори можуть працювати з оперативною пам’яттю ємністю до 232-1, а адреси можуть записуватися в діапазоні 00000000 – FFFFFFFF. Однак у реальному режимі процесор працює з пам’яттю до 220-1, а адреси потрапляють в діапазон 00000 – FFFFF. Байти пам’яті можуть об’єднуватися в поля як фіксованою, так і змінної довжини. Словом називається поле фіксованої довжини, що […]...
16. Формулювання принципу невизначеності Результатом зусиль Гейзенберга став висновок в 1927 р наступного обмеження на застосовність до квантових об’єктів класичних понять: з підвищенням точності у визначенні координати падає точність, з якою може бути відомий імпульс. Справедливо і зворотне. Математично це обмеження виразилося в співвідношенні невизначеностей: Δx ∙ Δp ≈ h. Тут x – координата, p – імпульс, і h […]...
17. Вимушене випромінювання атомів Квантова теорія рівноважного випромінювання. У 1916 р Ейнштейн з позиції квантової теорії теоретично розглянув проблему рівноважного випромінювання (див. Розділ 1.1), коли при деякій температурі речовина знаходиться в термодинамічній рівновазі з випромінюванням, що заповнює об’єм деякої порожнини. Викладаючи основні положення теорії Ейнштейна, введемо в фізичну модель такого процесу ряд припущень, які не змінюючи спільності висновків, дозволять […]...
18. Квантове безсмертя Приголомшлива концепція квантового безсмертя і пов’язані з нею ідеї прозвучали в роботах інженера Ганса Моравеця в 1987 р і пізніше – фізика Макса Тегмарк. Ця концепція заснована на многоміровая інтерпретації квантової механіки, що обговорювалася в статті “Паралельні світи”. Вона стверджує, що всякий раз, коли Всесвіт (“світ”) стикається з необхідністю вибору шляху на квантовому рівні, вона […]...
19. Одиниці виміру величин Мега = 1 000 000 кіло = 1000 деци = 0,1 санти = 0,01 мілі = 0,001 мікро = 0,000001 Розглянемо приклад. Довжина столу дорівнює 1,5 м, а його ширина – 80 см. За формулою S = lb обчислимо площу поверхні столу: Sст = 1,5 м – 80 см = 120 м – см. Отриманий […]...
20. Переваги та недоліки постулатів Бора 1. При вивченні процесів всередині атома Бор довів, що не можна використовувати класичні фізичні закони. Для цього підійдуть закони квантування. Більш того, всі величини пропорційні постійної перекресленою Планка. Саме ця фундаментальна константа лежить в основі всіх квантових законів. 2. Саме теорія Бора стала першою з тих, що встановила наявність стаціонарних рівнів енергії. 3. Модель Бора […]...
21. “Нова астрономія” XX століття і “Наднова” XXI століття Хронологія розвитку астрономії з кінця XIX – протягом XX століть – і початку XXI століття (Важливі для астрономії XX століття події дали поштовх розвитку “нової” науки) 1860 надрукована книга “Хімічний аналіз шляхом спектральних спостережень” Кірхгофа і Бунзена, в якій були описані методи спектрального аналізу. Покладено початок астрофізиці. 1862 відкритий супутник Сіріуса, про який у своїх […]...
22. Рідкі речовини: будова, властивості, класифікація З’єднання в агрегатному стані, що займає проміжне положення між твердим і газоподібними станами, називається рідкою речовиною. Будова Молекули рідини не мають строго впорядкованої структури як в твердій речовині і можуть перескакувати з одного місця на інше, що пояснює плинність рідини. Відстань між молекулами рідкого речовини близьке, але не така велика, як між молекулами газів. Частинки […]...
23. Таблиця похідних Похідна відноситься до головного поняттю диференціального обчислення, а обчислення похідної до самої основної операції цього ж обчислення. Дане поняття характеризує швидкість зміни функції. Означення похідної – це обчислення межі відношення приросту функції до її аргументу, за умови прагнення збільшення аргументу до нуля, за умови, що така межа існує. Диференціюється функція – це функція, яка має […]...
24. Ціна поділок шкали приладу Виявляється, рівні кількості поділів на цих шкалах відміряють різну кількість градусів. Наприклад, між штрихами 20 ° і 30 ° на лівому термометрі стільки ж поділок (проміжків), скільки їх між 20 ° і 40 ° на правому термометрі. Підрахуйте: рівно 10 поділок. Тому кажуть, що шкали цих термометрів мають різну ціну поділок. Отже, 10 поділок на […]...
25. Успадкування та поліморфізм Наступна програма також матиме геометричний зміст. У ній оголошені два класи: клас опуклих чотирикутників (TFourAngl) і клас квадратів (TKvadrat). Чотирикутник – більш загальне поняття, ніж квадрат. Квадрат є окремим випадком чотирикутника. Загальна властивість, характерна для будь-яких чотирикутників, – наявність чотирьох вершин. Тому полями класу TFourAngl будуть координати чотирьох вершин. Крім того, в число полів класу […]...
26. Основні типи розрахункових завдань Розрахункові завдання ділять на дві категорії: – Завдання, пов’язані з використанням формул речовин; – Розрахунки по рівняннях реакцій. Серед завдань першої категорії в залежності від шуканої величини виділяють наступні типи. Обчислення маси речовини за його кількості і зворотний розрахунок. Визначення масової частки елемента в речовині за його молекулярній масі і навпаки. Розрахунок обсягів і об’ємних […]...
27. Нейтрино – що це таке? Нейтрино (наголос на “і”) це елементарна частинка, яку, згідно Володимиру Висоцькому, не впіймаєш за бороду і не посадиш в пробірку. Ця маленька “допоміжна” частка була відкрита в 1930 році австрійським фізиком єврейських кровей Вольфгангом Паулі. Після того як фізики зіткнулися з протиріччями в характері квантових рівнів енергії, що виділяється при “бета-розпаді”, Паулі запропонував гіпотезу, згідно […]...
28. Годинники: від сонячних до квантових У своїх лекціях з фізики відомий учений Р. Фейнман так і каже: “Справа не в тому, як дати визначення поняття” час “, а в тому, як його виміряти”. Механізми та прилади, які використовуються для вимірювання часу, називають годинами. У міру того як удосконалювалися використовуються людиною технічні засоби і прискорювалися темпи життя, було потрібно винаходити все […]...
29. Щільність в системі СІ Щільність в системі СІ завжди позначається, як кг/м3 До такого ж виду бажано приводити все одиниці щільності, якщо не вказано інше. Для перекладу запам’ятовуйте, що 1 т = 1000 кг = 1 000 000 г 1 м3 = 1000 дм3 = 1 000 000 см3 = 1 000 000 000 мм3 Припустимо, нам необхідно перевести […]...
30. Сегментація пам’яті Продуктивність мікроЕОМ і мікропроцесорної системи в цілому багато в чому визначається ємністю ОЗУ. При цьому МП повинен мати можливість адресації всього обсягу ОЗУ, тобто обчислення адрес комірок пам’яті і передачі їх по ША в ОЗУ. Так, наприклад, для адресації ОЗУ ємністю 1 Мбайт (220 байт) потрібно обчислення 20-раз-рядних двійкових чисел – адрес комірок ОЗУ і […]...
31. Фазові переходи першого роду Крива випаровування 2 закінчується критичною точкою (К), в якій зникають відмінності рідкої і газоподібної фаз. Якщо фазовий перехід здійснюється в обхід критичної точки, як показано пунктирною лінією на рис. 3.1, то перетину кривої випаровування не відбувається і фазове перетворення проходить шляхом безперервних змін без освіти кордону розділу фаз. Для однорідного за своїми фізико-хімічними властивостями речовини […]...
32. Робота при зміні об’єму газу Ви знаєте, що внутрішню енергію макроскопічної системи можна змінити, зробивши роботу. Тепер отримаємо формулу для обчислення роботи, що здійснюється макроскопічною системою. Розглянемо найпростішу систему – газ, який може розширюватися або стискатися, але як ціле він не переміщується. Нехай у горизонтально розташованому циліндрі під поршнем, який може переміщатися без тертя, знаходиться стиснений газ. У цьому стані […]...
33. Що таке бітрейт? Бітрейт – це кількість біт, що виділяються для зберігання однієї секунди будь-якого мультимедійного контенту, будь то mp3-файл або відеоролик. Чим вище бітрейт файлу, тим краще якість звуку в файлі, і тим більше місця він займає на диску. Зазвичай бітрейт вимірюється в кілобітах в секунду. Приміром, якщо у mp3-файлу постійний бітрейт дорівнює 128 kbps, то на […]...
34. Регістрові файли З паралельних регістрів складають блоки реєстрової пам’яті – реєстрові файли. Такі блоки забезпечують зберігання декількох слів з можливістю незалежної і одночасного запису одного слова і читання іншого. Керуючі входи забезпечують вибір того чи іншого регістра і дозволяють запис в нього слова даних (нагадаємо, що в літературі, присвяченій цифровій схемотехніці, під “словом” розуміється двійковечисло). Розмірність реєстрової […]...
35. Агрегатні стани речовини – якими вони бувають і чим характеризуються? Всі тіла і об’єкти в природі складаються з матерії, або речовини. У свою чергу, речовина може перебувати в одному з трьох видів – або агрегатних станів. Цю тему вивчають школі на перших уроках фізики. Однак і дорослим людям буває цікаво її згадати. Які стани речовини існують? Будь-яка матерія в світі може бути представлена ​​у вигляді […]...
36. Класична і квантова механіка Квантова механіка – велика область фізики, що вивчає закони природи, які проявляються на малих відстанях і при невеликих енергіях атомів і субатомних частинок. Принцип відповідності між класичною і квантовою механікою. Автор24 – інтернет-біржа студентських робіт Даний напрямок послідовно випливає з ідей Макса Планка, який в 1900 році продовжив вивчати завдання випромінювання чорної речовини і роботи […]...
37. Енергія і робота при обертальному русі Формула обчислення роботи для поступального прямолінійного руху має вигляд: W = F – s (Н – м) або (Дж). Для того, щоб вивести аналогічну формулу для обертального руху, необхідно силу F перетворити в момент сили M, а переміщення s, в кут Θ Нехай для обертання колеса, радіусом r, прикладається сила F, як показано на малюнку […]...
38. Шкала електромагнітних хвиль Електромагнітні хвилі класифікуються за довжиною хвилі або пов’язаною з нею частотою хвилі. Відзначимо також, що ці параметри характеризують не тільки хвильові, а й квантові властивості електромагнітного поля. Відповідно в першому випадку електромагнітна хвиля описується класичними законами, а в другому – квантовими законами. Розглянемо поняття спектра електромагнітних хвиль. Спектром електромагнітних хвиль називається смуга частот електромагнітних хвиль, […]...
39. Підсистема виконання зі зміною послідовності Ця підсистема забезпечує оптимальне завантаження обчислювальних вузлів процесора і мінімізацію їх простоїв. Це досягається за рахунок зміни порядку виконання команд програми, що не приводить до спотворення результату. Розглянемо можливість зміни порядку виконання команд програми на прикладі. Приклад 5.1. Нехай в програмі задана наступна послідовність команд: 1) А = В + С; 2) К = А […]...
40. Внесок Лейбніца в математику Крім філософії, праці Лейбніца особливо чудові ще в математиці. Багато сучасних математичні знаки ведуть свій початок від Лейбніца, наприклад, точка, як знак множення, дві точки, як знак ділення, так само як і такі технічні вирази, як функція, аналіз і т. П. Лейбніцу належить відкриття диференціального обчислення, хоча між ним і Ньютоном, особливо ж його послідовниками, […]...