Оглавление
Введение
Последние разработки в области квантовой индустрии.
Казанский квантовый центр.
Постановка задачи.
Предварительные сведения.
Физическое устройство квантовой памяти
Физическое устройство квантового вычислителя.
Математическая модель квантового вычислителя
Модуль инициализации и модуль измерения
Квантовый транзистор
Математическая модель квантовой памяти
Модель адресации в квантовой памяти
Процедура инициализации квантовых бит
Процедура измерения квантовых бит
Взаимодействие квантовой памяти с квантовым транзистором
Архитектура менеджера квантового сопроцессора
Проектирование контроллера
Архитектура контроллера
Слой адресации
Слой выполнения команд
Слой вычисления результатов
Адаптация математической модели квантового вычислителя
Разработка программного интерфейса на стороне контроллера физической установки с поддержкой удаленного вызова квантовых процедур
Особенности работы
Способ организации соединения и передачи данных
Технология
REST Server
WebSocket
Формат взаимодействия
SOLID
Модули программного комплекса
Модуль вычислений
Адресация
Команды
Исполнение
Квантовый вычислитель
Результаты
Модуль регистрации клиентов и команд
Заключение
Список использованной литературы
В середине ХХ века основатель компании Intel высказал мысль, что производительность процессоров будет увеличиваться в 2 раза каждые 18 месяцев по причине увеличения количества транзисторов и их быстродействия. Однако практически в каждом правиле есть исключение, и оно кроется в том, что уже в самом ближайшем будущем будет достигнут предел развития классических компьютеров.
Уже сейчас передовые компании начинают работать с полупроводниками размером 10нм. Такими темпами в ближайшем будущем компоненты полупроводниковых приборов приблизятся к размерам атомов, а это будет означать, что дальнейшее совершенствование компьютеров станет возможным только за счет увеличения размеров вычислительной техники.
Это повлечет некоторые проблемы, так как потребности человечества ставят перед вычислительной техникой все более сложные задачи, с которыми даже самый мощный классический компьютер зачастую или вовсе не может справиться в силу особенностей «мышления», или должен потратить на поиск решения неприемлемое время.
Естественно, ученые со всего мира начали искать способы создания вычислительной техники иного строения, которая смогла бы удовлетворять потребности человечества.
Одним из направлений работы стала разработка квантового компьютера. В настоящее время разработкой квантового компьютера занимаются во многих компаниях и научных центрах. Гиганты в индустрии информационных технологий представляют миру первые варианты квантовых компьютеров с минимальным количеством кубит.
В ходе данной работы были выполнены все поставленные задачи.
Нами была разработана общая математическая модель квантовой памяти, математическая модель квантового вычислителя, в частности, модель адресации и формализация процедур обработки кубит. Были рассмотрены изменения необходимые для адаптации общей модели к модели работы экспериментальной физической установки, но они не потребовали существенных изменений в разработанной абстракции. Также был разработан программный интерфейс на стороне контроллера физической установки для удаленного вызова процедур, поддерживающий работу одновременно с несколькими клиентами.
