Квантне технологије

Квантна физика и квантне технологије

придружите се

Квантни паралелизам


Квантна физика

Квантни паралелизам је основна одлика квантног процеса рачунања и заснива се на особини линеарности унитарних операција као основних логичких операција квантног рачунања. Уједно квантни паралелизам омогућује брже рачунање на квантном, него на класичном хардверу. Следећа илустрација је сасвим опште врсте.

Нека је од интереса нека операција (изграђена од низа основних логичких операција) означена са \(V\). Класични поступак примене ове операције на један класични бит подразумева два пута извршену операцију, за сваку вредност бита засебно: \[V0=0_V\] класични кораци \[V1=1_V\] где „излази“ (outputs) \(0_V\) и \(1_V\) представљају вредности излазног бита.

Квантномеханички, пак, један кубит може бити у произвољном стању (да носи квантну кохеренцију): \[|\psi\rangle=c_0|0\rangle+c_1|1\rangle\] па се једним извршењем исте операције (која квантномеханички мора бити унитарна) остварују оба, изнад представљена, класична корака: \[V|\psi\rangle=V(c_0|0\rangle+c_1|1\rangle)=c_0V(|0\rangle)+c_1(V|1\rangle)=c_0(|0_V\rangle)+c_1(|1_V\rangle).\tag{1}\]

Израз (1) илуструје значење квантног паралелизма:

Свака класична операција се остварује онолико пута колико има различитих вредности у скупу (у „регистру“) битова (за скуп („регистар“) од \(N\) битова има \(2^N\) улазних вредности: \(0,1,2,...,2^N-2,2^N-1\)), док се за истобројни скуп (регистар) кубитова све обавља само једним извршењем како је илустровано изразом (1).