4. ΚΒΑΝΤΙΚΟΣ ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΗΣ

Ο κβαντικός υπολογιστής αποτελείται από έναν ή περισσότερους κβαντικούς καταχωρητές αλλά και από ένα συνδυασμό κβαντικών πυλών. Η επεξεργαστική δομή των κβαντικών υπολογιστών διαφέρει συγκριτικά με την κεντρική μονάδα επεξεργασίας των κλασσικών υπολογιστών. Ο κλασσικός επεξεργαστής (c.p.u.) εκτελεί ένα συνδυασμό λογικών πράξεων μέσω ψηφιακών κυκλωμάτων με χρήση πυλών σε συνδυασμό με το λογισμικό που υποστηρίζει το υλικό του υπολογιστή. Στον κβαντικό επεξεργαστή δεν έχει ακόμα βρεθεί φόρμουλα λειτουργίας με προγραμματιζόμενη αρχιτεκτονική και επικοινωνία υλικού και λογισμικού και ουσιαστικά είναι ένας όρος που δεν ταυτίζεται με τον επεξεργαστή των κλασσικών υπολογιστών. Στα τέλη της προηγούμενης δεκαετίας ερευνητές από το τμήμα φυσικής του πανεπιστημίου Yale, με επικεφαλής τον κ. Leonard Dee Carlo, δημιούργησαν έναν κβαντικό επεξεργαστή τύπου στερεάς κατάστασης (solid state) χρησιμοποιώντας τεχνολογία τεχνικών παραγωγής των τσιπ πυριτίου. Σύμφωνα με την δημοσίευση της έρευνά τους, έγινε χρήση στερεών υλικών με προγράμματα επεξεργασίας κβαντικών αλγορίθμων.

  

Ένα σύνολο από διατεταγμένα qubits (δύο ή περισσότερα στον χώρο Hilbert δηλαδή στον χώρο απείρων διαστάσεων που δεν είναι άλλος από ένα διανυσματικό χώρο, μιγαδικών αριθμών) αποτελεί ένα κβαντικό καταχωρητή . 

Στους κλασσικούς υπολογιστές ο καταχωρητής αποτελείται από ένα σύνολο bits. Η πληροφορία για παράδειγμα, δύο μόνο qubits είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των δύο bits του κλασσικού υπολογιστή. Αυτό συμβαίνει γιατί στον δύο bit καταχωρητή των κλασσικών υπολογιστών αποθηκεύονται κάθε φορά δύο (ή τέσσερις) δυαδικοί σχηματισμοί, οι 

ή αλλιώς "πιο απλοϊκά" οι 00, 01, 10 και 11. Αντιθέτως στον δύο qubit καταχωρητή ενός κβαντικού υπολογιστή μπορούν να αποθηκευτούν και οι τέσσερις σχηματισμοί ταυτοχρόνως καθώς κάθε qubit αναπαριστά δύο τιμές.

Ο κβαντικός υπολογιστής που αποτελείται από δύο qubits είναι ένα σύστημα τεσσάρων βασικών καταστάσεων λόγω υπέρθεσης και είναι ένας γραμμικός συνδυασμός της εξής μορφής:

ή σε πιο απλή μορφή

Τα άτομα που έχουν αλληλεπιδράσει διατηρούν ένα είδος δεσμού και μπορούν να εμπλέκονται μεταξύ τους σε ζεύγη. Λόγο του φαινομένου της υπέρθεσης, το άτομο που εξετάζεται δεν έχει διακριτή κατάσταση πριν γίνει η μέτρησή του spin, αλλά βρίσκεται ήδη και στις δύο καταστάσεις με spin πάνω και spin κάτω. Το spin ενός ατόμου που εξετάζεται καθορίζεται τη στιγμή της μέτρησης οπότε ανάλογα παίρνει και το άτομο με το οποίο αλληλεπιδρά την τιμή του . 


 Σχόλιο: Ο προηγούμενως συμβολισμός είναι το τανυστικό γινόμενο και αφορά πράξεις μεταξύ πινάκων.

Επισημαίνεται πως επιτρέπεται μόνο η μη εμπορική αναπαραγωγή των κειμένων του "quantumcomputers-infotech.blogspot", με βασική προϋπόθεση να υπάρχει ακριβή και σαφή αναφορά στην πηγή (link). Τα κείμενα του ιστότοπου (γενικά περιεχόμενα - σχήματα κ.τ.λ.) υπόκεινται σε πνευματική ιδιοκτησία σύμφωνα με τους κείμενους νόμους και δεν επιτρέπεται με καθ οποιοδήποτε τρόπο η οικειοποίηση τους.  Copyright :  Γ. Ασημάκης