Ученики на Учителя.com


Презентация "Квантовые компьютеры. Суперкомпьютеры" 10 класс

Скачать материал
Подписи к слайдам:
Квантовые компьютеры. Суперкомпьютеры. $200 милн. долларов
  • $200 милн. долларов
    • Столько ежегодно вкладывает правительство США в квантовые разработки
  • 0.00009%
    • Примерно столько людей в мире понимает квантовую механику
  • 51
    • Именно столько кубитов содержит самый мощный в мире квантовый компьютер на сегодняшний день
  • 100 миллионов
    • Во столько раз быстрее, чем обычный компьютер, устройство для квантового отжига(это научный термин) D-Wave решает задачу оптимизации
Что такое квантовые компьютеры?
  • Квантовый компьютер — вычислительное устройство, которое использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных. Хотя появление транзисторов, классических компьютеров и множества других электронных устройств связано с развитием квантовой механики и физики конденсированного состояния, информация между элементами таких систем передаётся в виде классических величин обычного электрического напряжения.
Чем отличается обычный компьютер от квантового?
  • Если в обычных машинах используются биты, то в квантовом компьютере используются квантовые биты -кубиты. Это наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере. Источник мощи в таком компьютере является тем, что эти кубиты могут находится во многих состояниях, а не только в одном, как обычно. Те есть, кубиты сразу выполняют огромное количество операций . Это свойство помогает делать более точные вычисления, делать медицинские и химические открытия становится намного быстрее и эффективнее, чем на классическом компьютере. Кубиты бывают разными. Есть теоретическое понятие кубитов и есть их физическое воплощение: фотоны, нейтроны, спиноядра и электроны. Основное отличие от обычного компьютера: в нем невозможно использовать свойство квантовых объектов.
Как действуют кубиты?
  • Кубиты действуют по двум ключевым принципам квантовой физики: суперпозиции и запутывании. Суперпозиция означает, что каждый кубит может представлять как 1 так и 0, а запутывание означает, что наблюдение за одной или более частиц ведёт к тому, что она начинает себя вести случайным образом.
Матио Каку(физик-теоретик):
  • «Это очень сложно, то, как мы делаем это сегодня при помощи МРТ машины. Мы берем кучу атомов, выстраиваем их в линию, помещаем в магнитное поле, стреляем в него электромагнитным излучением из МРТ и переворачиваем заряды. Поэтому один становится равным нулю, становится одной второй, двумя третьими, а затем мы измеряем эхо. Вот как мы это делаем сегодня. Мировой рекорд для квантовых вычислений это 3*5=15».(переведено)
В квантовых компьютерах скрыт большой потенциал. Они могут применяться во всех сферах современно жизни, облегчая вычисления и моделирование. Однако, и у них есть минусы. + Квантового компьютера
  • Приложение квантовых вычислений.
    • Например, искусственный интеллект может помочь предотвратить контрабанду бриллиантов
  • Медицина и молекулярное моделирование
    • Может помочь создать лекарства и свойства химических веществ.
  • Поставки и логистика
  • Финансовые услуги
    • Компьютер поможет смоделировать разные экономические ситуации и предотвратить риски при большом количестве случайных сценариев
  • Искусственный интеллект
    • К примеру, его можно использовать как пилота нового поколения
  • Прогноз погоды
  • Квантовая криптография
- Квантового компьютера
  • Сложность квантового программирования
  • Физическая база квантовых компьютеров
  • Стабильность квантовых компьютеров
Для чего эти компьютеры создаются?
  • Использовать их как обычные, вряд ли получится, т.к. они «забывчивы», то есть не сохраняют информацию , а лишь вычисляют её. По словам экспертов 99% их мощности идет на устранение ошибки, остальной 1% идет на решение задач. Можно пойти другим путем и начать создавать их только для определенных задач, к примеру, для оптимизации. Так, компания D-wave представила компьютер за $15 милн. на 2000 кубитов, но его процессор не универсален, а годится только для одной единственной задачи, поэтому развитие квантовых технологий идет по двум направлениям: совершенствовании аппаратной части и разработка новых подходов к программированию. Впрочем, квантовое программирование сейчас как нельзя лучше соответствует старой заповеди инженера: «Работает, не трогай ».

Информатика - еще материалы к урокам: