thuyết trình ứng dụng máy tính lượng tử

MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ
Võ Thị Cẩm Tú
Trần Khả Tú
Phạm Việt Trang
Nguyễn Thị Ngọc Trâm
Tô Ngọc Viên
Kean Kida

61304676
61304668
61304245
61304275
61304805
61302504


Máy tính lượng tử là gì?

Phân loại và cấu tạo

Nguyên lý hoạt động

Ứng dụng


Máy tính lượng tử là gì?


Máy tính lượng tử (hay còn gọi là Quantum
computer)
Là hệ thống có thể thực thi vô số phép tính

phức tạp cùng một lúc
Là một máy tính cực nhanh có thể giải mật mã,
đưa ra các dự báo thời tiết sớm, hay đánh bại
một đại kiện tướng cờ vua chỉ trong một giây
Là một thiết bị tính toán sử dụng trực tiếp các
hiệu ứng của cơ học lượng tử


Phân loại và cấu tạo
Có 4 loại:
+ Máy tính lượng tử chất khí.
+ Máy tính lượng tử chất lỏng.
+ Máy tính lượng tử chất rắn (bán dẫn).
+ Máy tính lượng tử từ cặp chấm lượng tử.


Máy tính lượng tử chất khí

Mô hình máy tính lượng tử chất khí:máy tính lượng tủ
bẫy ion sử dụng laser(Sacket et al, 2000)


Máy tính lượng tử chất lỏng

Mẫu máy tính lượng tử cộng hưởng từ hạt nhân, với các
phân tử ở trong chất lỏng của bình ở chính giữa, đặt trong
từ trường mạnh


Máy tính lượng tử chất rắn (bán dẫn)

Mô hình máy tính lượng tử bán dẫn sử dụng tính năng
xoay của điện tử donor P (Dzurak et al, 2003) đặt trong từ
trường mạnh hai Tesla với các cổng điện áp A và J


Máy tính lượng tử từ cặp chấm lượng tử
• Cấu trúc: chính giữa là
một giếng lượng tử, hai
bên là lớp rào thông
hầm lượng tử.
• Các cổng ở mặt trên
của máy tính lượng tử
với một dãy chấm
lượng tử, các chấm
lượng tử được đặt ở
các khe đánh dấu bằng
các chữ thập X.


Nguyên lý hoạt động
• Sử dụng tính chất spin đại diện cho các bit
lượng tử
• Ứng dụng lý tuyết cơ học lượng tử.
• Tạo ra các cặp anyon và đưa chúng lên quỹ
đạo


Hạt anyon

ψ→ψeiθ

eiθ = ±1

Với θ = 0 : hạt này được gọi là Bosson.
Với θ = 1 : hạt này được gọi là Fermisons.
Với θ = 2πν-1 (với v là véctơ): hạt này được
gọi là anyon


Thông tin về Qubit
Máy tính lượng tử thực hiện hoạt động với qubit
(quantum bit, hay còn gọi là bit lượng tử).
Mở ra tiềm năng thông qua các thuật toán phức
tạp và thực hiện phép tính nhanh hơn.
Qubit cũng giống như bit nhưng nhìn chung về
toàn diện thì khác. Qubit có một khả năng vượt trội.


Bit lượng tử


Các trạng thái của Qubit
Các trạng thái của Qubit được xác định dựa vào
2 trạng thái cơ bản đó là |0> và |1>. Khác với bit cổ
điển, Qubit không chỉ nhận các giá trị ứng với các
trạng thái đó mà nó còn nhận giá trị chồng chập là
sự tổ hợp tuyến tính của 2 trạng thái đó:
|P> = a|0> + b|1>
theo điều kiện chuẩn hóa |a|^2 + |b|^2 = 1

Với a, b là các hằng số tỉ lệ với cường độ trạng
thái tổ hợp ứng với trạng thái cơ bản tương ứng.


Mặt Cầu Block


Trao đổi thông tin lượng tử giữa các Qubit

Sự chồng
chất lượng
Nguyên tắc
tử đồng thời về vướng víu
của cả hai
lượng tử
mã 0 hoặc 1

Thuật Toán


Ứng dụng
Giải mật mã và thuật toán của
Peter Shor
Trí tuệ nhân tạo
Phát triển các thuật toán phức
tạp, nhận dạng giọng nói, hình
ảnh, mô phỏng phân tử..


Ưu điểm

Thực hiện bất kỳ nhiệm vụ mà một
máy tính cổ điển có thể làm.
Xử lí với tốc độ nhanh.
Thực hiện được nhiều phép tính song
song cùng lúc.
Có khả năng ứng dụng thực tế


Hạn
chế
Hạn chế

Khó tách tín
Hạn chế về
hiệu khỏi
decoherence
nhiễu khi có
lượng tử
nhiệt độ cao

Khó điều
khiển

Công nghệ
cần thiết để
xây dựng
hiện đang
vượt quá
tầm tay của
con người

Mở rộng

Ảnh của một con chip được xây dựng bởi D-Wave, được thiết
kế để hoạt động như một bộ xử lí tối ưu hóa lượng tử đoạn
nhiệt siêu dẫn 128 qubit, gắn kết trong một dữ mẫu.


D-Wave Two, máy tính lượng tử bán sẵn thứ
hai của hãng D-Wave


Cảm Ơn Thầy
Cô Và Các Bạn
Đã Lắng Nghe
GOOD BYE !