A Napi gazdaság augusztusi Napi informatika c. melléklete is ír a kvantumszámítógépröl a 16. oldalon. A cikk címe: A qbitekkel a tárolóegység kapacitása négyzetesen növekszik.
Hazafele a villamosan jutott eszembe ket apro hiba van az elozo szovegemben (bocs!):
1. "a es b ket komplex szam tovabba, a^2+b^2=1." helyesen: |a|^2+|b|^2=1
2. "Ennek azonban az az ara, hogy az algoritmusok eredmenyei csak valoszinusegeket fejeznek, ki hiszen ha mondjuk elvegzek egy merest ami arra iranyul, hogy vajon |q> az mondjuk egyenlo-e |1>-el akkor a^2 valoszinuseggel kapok igaz valaszt."
^^^^^ akarom mondani |b|^2
Ehhez a témához sajnos nem értek, ezért csak pár kiegészítést tennék "amatőr" szempontból:
A kvantumbit absztrakt értelemben egy akárilyen kvantumos objektum, amelynek két különböző klasszikusan mérhető állapota van, amelyet 1-el és 0-van azonosítunk (mint a rendes bit). A különbség a kvantumos jelleg, azaz ezeknek vannak lent említett, tőlünk "elzárt" állapotai is. Legegyszerűbb példa erre egy akármilyen 1/2 spinű részecske, és a kvantumbitet a spin állása reprezentálja ("fel" vagy "le" mutat). Ezekből a kvantumbitekből lehet aztán összerakni a kvantumbyte-ot, stb, mint a rendes számítógépek esetében.
A normál gépeknél a biteket logikai kapuk állítgatják, így van ez a kvantumbiteknél is - kvantum-logikai kapuk állítják a kvantumbiteket, amelyek pontosan azt csinálják, mint a klasszikus esetben. A kvantumbitek állapotát egyfajta matematikai vektortérben ábrázolhatjuk, minden állapotnak egy vektor felel meg, a kapuk pedig az ezen értelmezett operációk, amelyek a bemeneti biteknek megfelelő vektorokat a kimeneti vektorokká transzformálják. Fizikai reprezentáció például: a kvantumbiteknek protonok (hidrogénatommagok) izospinjei felelnek meg (minden bit egy proton), az operációk pedig mindig valamilyen kölcsönhatást reprezentálnak. Pl. a kvantumos NEM kapu egyik fizikai reprezentációja lehet, ha a kvantumbitet egyszerűen a feje tetejére fordítjuk - ezt a fent említett esetben mágneses térrel tehetjük meg. A felvázolt konfiguráció az első "megvalósított" kvantumszámítógép, az szferi által is emlegetett NMR-en alapuló. A többi kaput a mágneses tér megfelelő konfigurációival lehet megvalósítani.
A különbség a klasszikus és a kvantumszámítógép között az, hogy a klasszikus gép bitjei csakis két állapotban lehetnek, a kvantumbit pedig végtelen sok (bár ebből csak kettőt tudnak az emberi műszerek érzékelni). Kölcsönhatás során egy kvantumos operáció ezekre az állapotokra "egyszerre" hat. Azaz. Pl. egy kvantumbyte-ban egyszerre 256 mérhető állapot van jelen. A számítást tehát egyszerre mind a 256 számon elvégezzük. Klasszikus processzor erre csakis egymás után képes. Ez a párhuzamosság a kvantumszámítógép ereje, és az ilyen típusú feladatoknál lehet csak gazdaságosan alkalmazni.
A számítási folyamat: pl. faktorizálni szeretnénk egy primet. Beállítjuk a kvantumbiteket úgy, hogy a faktorizálandó számot reprezentálja (teljesen úgy, mint klasszikus esetben), majd (hogy valakitől, a neve nem jut eszembe, idézzek) az egészet bezárjuk a "kvantumsütőbe". Bekapcsoljuk a faktorizáló algoritmust jelentő kölcsönhatást (amelyek a szokásos kvantum-logikai kapukból épül fel, persze elég trükkös, a kvantumosságot figyelembe vevő módon), és elkezdjük "sütni". Az algoritmus megmondja, hogy mikor kell "kivenni" a kvantumbiteket, tehát a rendszer mikor van a válasznak megfelelő állapotban. Mikor ez bekövetkezik, kiolvassuk a végeredményt.
Persze technikailag azért ez nem olyan egyszerű. Pl. egy darab kvantumbitet nem tudunk kiolvasni, mert azt nem lehet másolni. Helyette sok bit kell, amely ugyanazt jelképezi, és az átlagot tudjuk csak kiolvasni. Pl. az említett NMR esetben egy bit egy makroszkopikus folyadékcsepp mágneses térben, amelynek minden molekulája ugyanazt a kvantumbitet reprezentálja, a spineket mágneses térrel egyszerre állítják "fel" vagy "le" irányba (átlagosan), a végén pedig megmérik a teljes folyadékcsepp mágneses terének irányát, és ez adja a választ. Minél több molekula van, annál biztosabban kapjuk a helyes választ.
Eloszor roviditesek:
1. NMR = Nuclear Magnetic Resonance. (Mag Magneses Rezonancia) Egy olyan spektoszkopiai eljaras amivel az atomag spinjet lehet peldaul merni.
2. QC = Kvantumszamitogep (azt hiszem ez volt a legegyszerubb)
Hogy is van ez a qbit-es dolog?
Legyen egy |0> es egy |1> kvanum allapotunk. Ezek reprezentaljak a klasszikus biteket. A q-bit (jeloljuk |q>-val) pedig igy nez ki:
|q>=a*|0>+b*|1>, ahol
a es b ket komplex szam tovabba, a^2+b^2=1.
Leforditva, egy q-bit nem egy klasszikus bitnek, hanem azok ugynevezett szuperponalat allapotanak felel meg, azaz tartalmaz ilyen, meg olyan infromaciot is, de mindenkeppen joval tobbet, mint egy klasszikus bit. Ilyen q-bitet jelenleg legegyszerubben ugy nez ki spin-ekkel lehet megvalositani a formai analogia teljesege miatt. Es az NMR jo eszkoznek tunik, de vannak felvezetos megoldasok is (amirol en nem sokat tudok ugyhogy ha valakinek van infoja szivesen fogadom)
Ez egy kvazi nagyon hatekony modja az infromacio tomoritesnek.
Ennek azonban az az ara, hogy az algoritmusok eredmenyei csak valoszinusegeket fejeznek, ki hiszen ha mondjuk elvegzek egy merest ami arra iranyul, hogy vajon |q> az mondjuk egyenlo-e |1>-el akkor a^2 valoszinuseggel kapok igaz valaszt.
Ebben rejlik az ereje es a hatranya is a QC-nek. Ahhoz ui. hogy megis biztosan tudjunk mondani valamit nagyfoku szamelmeleti buveszkedesre van ezutan szukseg, ami a kvantum rendszerek diszkret jellegere tamaszkodik.
Pucros Mackó altal emlitett beugrasos dolg akkor nyilvanul meg amikor az infot kinyerjuk, azaz merunk. Hogy pontosan hogyan kerul a kvantumos rendszer a mert allapotba, arrol megoszlanak a velemenyek, de minden bizonnyal a mero berendezes es a mert objektum kvantumos kolcsonhatasanak az eredmenye, amit mi beugransak eszlelunk a meres pillanataban.
Ezert pl egy nagyon nehez es fontos keres a q-bitek "klonozasa", amirol megmutathato, hogy 1 db-ot nem lehet "klonozni"
DJ algoritmus: Deutch-Jozsa altal kitalalt legegyszerubb QC-vel
megoldhato mintafeladat. Legyen N db bitunk (klasszikus 1-es es 0), felteszuk, hogy tudjuk valahonnan,
a. hogy a bitek fele 1-es a fele 0 (az 1-esek termeszetesen nem kell, hogy egymas utannaiak legyenek)
b. nem ez a helyzet
A feladat eldonteni, hogy melyik eset all fenn. Klasszikusan ez legalabb N bit szintu muveletet igenyel legrosszabb esetben.
Azonban elmeletileg megmutathato, hogy QC-vel ez osszesen 1 kvantum muvelet. Ezt pontosan ugy kell erteni, hogy, ha van egy kvantumos rendszerunk, ami q-bitekkel kodolja a fenti szituaciot, akkor egy jol elvegzett meres a rendszeren (az un. oracle-n) a kapott eredmenybol pedig maris megtudjuk a valaszt! (tehat azzal most nem fogalakozunk hogy az oracle hogyan kerult olyan allapotba, amilyenbe!) A valosagos kiserletben mindezt persze egyszerusetettek a vegletekig! (pl N=2,3!)
A QC-nel a fizikai meres egy muveletnek szamit, mivel azt is ugyanaz a matematikai formalizmus irja le, mint mondjuk egy AND kapu muveletet (ti. hermittikus operator).
Persze ez a legegyszerubb eset, azota mar kicsit elorebb jarunk. Az emlittet Shor volt az aki kitallata, hogy hogyan lehet az un. prim faktorizacio problemajat megoldani QC-n nagyon gyorsan ez a kulcs a RSA kodok toresehez. De ez egy konkret szamitas eredmenye, nem talalgatasrol van szo, nem megerzesrol, hanem szin tiszta algoritmusrol (meg jo adag szamelmeleti tudasrol).
Tovabbi reszletek a mar elhangzott oldal cikkeiben is talalhatok tobbek kozott ill en is barkinek kuldok (sajnos csak angol nyelvu) osszefogalalo cikkeket.
Bezony, ha már szóba tetszett hozni, akkor tessen szíves egy kicsit elmagyarázni! Hogy tetszik érteni azt, hogy 'egy lépésben megvan a válasz'? Eleve hogyan tetszik bejuttatni a rendszerbe N bitet konstans idő alatt - vagy mit nem értek?
lennétek kedvesek egy kicsit közérthetőbben? Nekem valamennyire beszédes volt az a Duch-Jozsa izé, de csak mert előítéleteim voltak azzal kapcsolatban, hogy mit is jelent ez a kvantumszámítócucc. De lehet, hogy az előítéleteim csalnak, és félreértettem az egészet.
Ha jól tudom, a kvantumos világban nem "vagy-vagy", hanem "is-is" állapotok uralkodnak, és az összetett kvantumos rendszerek csak bizonyos lépésenként foglalnak állást, hogy most ilyen vagy olyan állapotban vannak-e. Hogy ezeket a lépéseket hogyan kell elképzelni, azt nem tudom, mindenesetre az intellektuális emberi megfigyelést mindig megelőzi egy ilyen "belezökkenés" egy számunkra határozottként felfogható állapotba. (Lehet, hogy az intuitív megfigyelést nem feltétlenül.)
A titkosító algoritmusról. Az a tippem, hogy a kvantumszámítógép nem kiszámolná, hanem kitalálná a megoldást. Mivel a működése nem-algoritmikus, nem kell végigmazsoláznia a számítás vakvágányait, hanem egyszerűen belezöttyen egy olyan állapotba, ami megoldás.
Na. Jól sejtem én, hogy miről szól ez az egész?
szferi, a használt rövidítéseid megfejtését legalább kérlek légy szíves! :-))) Az NMR az valami N... Mágneses Rezonancia?
Az lesz a legegyszerubb ha elkuldom neked a ps allomanyokat un. nem a lanl-rol szettem hanem a szerzoktol. De egy kis turelmet kerek mert elo kell kaparnom a CD-t es szorit a vizsgaidoszak is (hova kuldjem?).
Egyebkent egy kis pontositas nem arthat:
1. A D-J algoritmust egy D2O-s NMR QC-n csinaltak
2. A benzolos NMR QC-vel XOR kaput keszitettek
Paper: Source (159kb), PostScript, or Other formats
Az other formats-nál választhatsz pdf-et (Create PDF gomb), a szerver lefordítja neked a forrást, és ha végzett, elkezdi a letöltést. Azt pedig az Acrobat Readerrel olvashatod (gondolom, ez utóbbit tudod, csak a biztonság kedvéért).
Ugyan nem engem kérdeztél, de a .tex-et és társait valamilyen TeX.alapú rendszerrel lehet nézegetni (pl. LaTeX), de ha nem akarsz sokat babrálni vele, töltsd le inkább pdf-ben.
Ami a megvalositott QC illeti valamilyen ertelemben letezik, hisz a Duch-Jozsa (remlem jol irtam) fele problemat (azaz, hogy egy bitsorozatrol el kell dontani, hogy a szamok fele 1-es e vagy sem) "programzotak" egy benzol alapu NMR QC-n. Az eredmeny a varnak megfeleloen, amig egy kalsszikus gepen a fenti feladat N (a biketek szama) muveletet igenyel, adig QC-n 1 kerdes. A problema eleg kezdetleges, de mukodik.
ui.: sorry a pontos hivatkozasnak meg utanna kell nezem, most nincs nalam (ugy kb Phy. Rev es J. Mod. Phy tajekan kell keresni)
A los alamosi labor archivumából le tudsz kérni egy - szerintem elég jó - cikket, amelynek a bevezetése elég jól összefoglalja a témát (de a többi részhez is elemi kvantummechanikai ismeretek elegendőek), itt van
A fenti oldalról kiválaszthatod, hogy milyen formában kéred a cikket (legjobb a pdf).
(A cím egyébként: Andrew Steane, Quantum Computing).
Megvalósított kvantumszámítógép még nem létezik, kvantumbiteket viszont már gyártottak, elég trükkös módokon (lásd cikk).
Hiányos muveltségem következtében egy szót sem értettem abból amit írtál. Szoval hol lehet ezeknek a CNP-s dolgoknak utánna nézni, ja meg, hogy mi az?
Valaki ha tudja, magyarázza már el rendessen, hogy mi is vajójában ez a kvantumszámítógép, és hogy valóbban létezik-e megvalósított példánya.
Ami azt illeti nem kell hasra esni ez elott az un. boduletes sebesseg novekedes elott un. a QC (kvantum szamitogep) sem megoldas mindenre. Peldaul belathato, hogy vannak olyan problemak (CNP tipusukak), amik hasonloan a klasszikus NP nehez problemakoz realisan nem oldhatok meg QC-vel sem.
Igaz azonban, hogy a Shor-fele eljarasal valoban torheto (elmeletileg) a RSA akarmilyen kodja.
Ehhez azonban valodi QC kell, az meg ugyebar csak 3-5 qbites van. Ezen kivul ismert az is, hogy 7 qbit felett nem ismert olyan eljaras, amivel az un. dekoherencia (a kvantumossag elveszik es vele egyutt az info is) elkerulheto lene. Ugyhogy szerintem semmi ok az aggodalomra.
Azért ennyire nem ijedtek meg... ugyanis a kvantumszámítógép valóban percek alatt feltöri a mai legbonyolultabb titkosítást is, viszont cserében olyan titkosítási eljárást produkál, amelynek feltörhetetlenségét természeti törvények garantálják. Inkább ez utóbbit szeretnék magukénak tudni.
Én a Chip magazinban olvastam egy "népszerűsítő" cikket, amelyben olyasmi állt, hogy a kvantumszámitógépben kvantumbitek (qbit) vannak, amelyek egyszerre vannak 0 és 1 állapotban (?). Ha elég sok ilyen bitünk van, nem kell más, mint egy démon (?), aki észleli, hogy a bitek állapota éppen valamely problémának a megoldása, és befagyasztja a pillanatnyi állapotot. Nekem ez tökéletes sci-fi-nek tűnt (vö Kiberiáda), de ki tudja...
jaja. félnek tőle kegyetlen, merugye akkora teljesítménynövekedést jelentene a dolgo állítólag, hogy ezzel pár óra alatt fel lehetne olyan kódokat törni, ami manapság mondjuk eltartana párszász évig.
Magyarán elsősorban megint a hadsereg parázik, és magának akarja a gesztenybélést. (de ez off)
Szoval nem tudom, hogy mit vagtak kette, de azt mar en is hallottam, hogy a nagytudasuak hihetetlenul tartanak a kvantumtechnika lehetosegeitol.
UDv...ha van valami ,irjatok mar meg!
Nemtudom ki hogy értesült róla, de nemrég egy német prof. a csapatával kettévádott egy kvantumot, minek következtében a két darabka egymástól másfél méterre jelent meg.
Állítólag ez a kvantumalapú számítógépek felé vezető úton egy igencsak fontos lépés volt.
A prof. azt vallja, hogy ezzel a technológiával olyan gépeket lehet építeni, amelyek olyan gyorsak, hogy képesek lesznek olyan nagymennyiségű adatok feldolgozására, melyeket eddig még elképzelni is nehézkes volt.
Az amerikai titkosszolgálat egyik képviselője pedig teljesen kétségbe volt esve a hír hallatán, mondván, hogy az ilyen teljesítményű gép pillanatok alatt képes lesz feltörni akármilyen kódolást.
Nektek erről mi a vélemény?
esetleg ha valami baromságot írtam volna pls javítsatok. Nekem ez a téma nagyon izgassa a csőrömet. :)
