Quantum computing
Kiili, Markus (2014)
Kiili, Markus
HAAGA-HELIA ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014061512926
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014061512926
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoite oli selittää, mitä on kvanttilaskenta.
Informaatio työtä varten kerättiin kirjoista, tieteellisistä julkaisuista ja uutisartikkeleista.
Informaation analysointi osoitti, että kvanttilaskenta voidaan jakaa kolmeen osa-alueeseen: kvanttitietokoneen rakenteen selittäviin teorioihin, tunnettuihin kvanttialgoritmeihin ja varsinaisiin kvanttitietokoneen fysikaalisiin toteutuksiin.
Lopputyössä selviää, että siirtyminen klassisista muistibiteistä kvanttimekaniikkaa noudattaviin bitteihin, mahdollistaa monimutkaisempien operaatioiden suorittamisen. Niiden avulla voidaan muodostaa uusia algoritmeja, jotka näyttävät ratkaisevan eräitä tärkeitä ongelmia klassista laskentaa nopeammin.
Kvanttitietokoneet osaavat etsiä tietoa ja ratkaista matemaattisia Fourier muunnoksia selvästi nopeammin kun klassiset tietokoneet, minkä takia ne pystyvät murtamaan moderneja salausjärjestelmiä.
Kvanttibittien kvanttimekaaninen luonne johtaa myös uusiin ongelmiin. Kvanttibitit ovat hyvin epävakaita ja kvanttilaskennan monimutkainen luonne tekee uusien kvanttialgoritmien kehittämisen vaikeaksi.
Vain hyvin pieniä muutaman kvanttibitin kokoisia kvanttitietokoneita on rakennettu. Teorioita suurista kvanttitietokoneista ja kvanttiohjelmoinnista on kehitetty, mutta ei tiedetä, onko suurten kvanttitietokoneen rakentaminen mahdollista. Kvantti-ilmiöt tapaavat pysytellä mikroskooppisilla etäisyyksillä ja saattaa olla fysikaalisia esteitä, jotka estävät suurten kvanttitietokoneiden rakentamisen.
Informaatio työtä varten kerättiin kirjoista, tieteellisistä julkaisuista ja uutisartikkeleista.
Informaation analysointi osoitti, että kvanttilaskenta voidaan jakaa kolmeen osa-alueeseen: kvanttitietokoneen rakenteen selittäviin teorioihin, tunnettuihin kvanttialgoritmeihin ja varsinaisiin kvanttitietokoneen fysikaalisiin toteutuksiin.
Lopputyössä selviää, että siirtyminen klassisista muistibiteistä kvanttimekaniikkaa noudattaviin bitteihin, mahdollistaa monimutkaisempien operaatioiden suorittamisen. Niiden avulla voidaan muodostaa uusia algoritmeja, jotka näyttävät ratkaisevan eräitä tärkeitä ongelmia klassista laskentaa nopeammin.
Kvanttitietokoneet osaavat etsiä tietoa ja ratkaista matemaattisia Fourier muunnoksia selvästi nopeammin kun klassiset tietokoneet, minkä takia ne pystyvät murtamaan moderneja salausjärjestelmiä.
Kvanttibittien kvanttimekaaninen luonne johtaa myös uusiin ongelmiin. Kvanttibitit ovat hyvin epävakaita ja kvanttilaskennan monimutkainen luonne tekee uusien kvanttialgoritmien kehittämisen vaikeaksi.
Vain hyvin pieniä muutaman kvanttibitin kokoisia kvanttitietokoneita on rakennettu. Teorioita suurista kvanttitietokoneista ja kvanttiohjelmoinnista on kehitetty, mutta ei tiedetä, onko suurten kvanttitietokoneen rakentaminen mahdollista. Kvantti-ilmiöt tapaavat pysytellä mikroskooppisilla etäisyyksillä ja saattaa olla fysikaalisia esteitä, jotka estävät suurten kvanttitietokoneiden rakentamisen.