Квантовые технологии. Прошлое. Будущее. Настоящее.

SECR 2018
Владимир Литошенко
Директор по развитию, First Line Software

Квантовые технологии станут новой вехой мира технологий в ближайшие 10 лет. Что лежит в основе квантовых вычислений? Какие перспективы открывают квантовые технологии? Что есть уже сейчас? Обо всем об этом мы поговорим в рамках данного доклада.

Доклад рассчитан на программистов, СТО, директоров по развитию, которым интересно заглянуть в будущее современных технологий – лет на 10 вперёд.

Transcript

1. ................................................................................................. Квантовые технологии. Прошлое. Будущее. Настоящее ................................................................................................. Презентация компании www.firstlinesoftware.ru 2018
2. О СЕБЕ …………................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................... Родился в далеком 1983 году В городе Ленинград (Санкт-Петербург) 2006 окончил ЛЭТИ (СПбГЭТУ) кафедра МО ЭВМ ФКТИ 2010 окончил MBA General Management ГУУ Начало карьеры: 2002 инженер-программист ЦНИИ МорФизПрибор 2004 - по н. вр. – работа в команде First Line Software. Прошел путь от младшего .NET разработчика до заместителя генерального директора
3. ................................................................................................. ................................................................................................. ЗАЧЕМ НАМ ГОВОРИТЬ О КВАНТОВЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ?
4. КЛАССИЧЕСКИЙ МИР …………..................................................................................... .......... ........................................................................................................................................................................... В основе работы классического процессора лежит полупроводниковый транзистор, реализующий P-N переход Минимальный на текущий момент размер транзистора – 7 нм Закон Гордона Мура – «количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца»
5. ................................................................................................. ................................................................................................. ПРИ СВЕРХМАЛЫХ РАЗМЕРАХ (менее 7нм) ПРИНЕБРЕГАТЬ ЗАКОНАМИ КВАНТОВОГО МИРА НЕЛЬЗЯ
6. ПРЕДЕЛ КЛАССИЧЕСКИХ КОМПЬЮТЕРОВ…………................................................. ....... ........................................................................................................................................................................... Физический предел – скорость вычислений ограничена размером атома и скоростью света Запас времени до достижения предела согласно закону Мура – 10 лет Размер атома кремния – 0,24 нм
7. ................................................................................................. ................................................................................................. «Если квантовая механика глубоко не шокировала Вас, значит Вы ее еще не поняли.» Нильс Бор
9. Эксперимент Юнга ........................................................................................................................................................................... ………….................................................................................................................... .........
10. КВАНТОВЫЙ МИР ........................................................................................................................................................................... …………...................................................................................................................... ....... Корпускулярно-волновой дуализм – микроскопические объекты могут при одних условиях проявлять свойства классических волн, а при других – классических частиц
11. Фотоэффект ........................................................................................................................................................................... ………….................................................................................................................... .........
12. КВАНТОВЫЙ МИР ........................................................................................................................................................................... …………...................................................................................................................... ....... Корпускулярно-волновой дуализм – микроскопические объекты могут при одних условиях проявлять свойства классических волн, а при других – классических частиц Квантовая суперпозиция – суперпозиция альтернативных взаимоисключающих состояний
13. КОТ ШРЕДИНГЕРА ........................................................................................................................................................................... …………................................................................................................... .......... Если над ядром не проводится наблюдение, то оно находится одновременно в двух состояниях – суперпозиции. Ядро распалось и ядро не распалось.
14. КВАНТОВЫЙ МИР ........................................................................................................................................................................... …………...................................................................................................................... ....... Корпускулярно-волновой дуализм – микроскопические объекты могут при одних условиях проявлять свойства классических волн, а при других – классических частиц Эффект наблюдателя - процесс измерения влияет на результат измерения Квантовая суперпозиция – суперпозиция альтернативных взаимоисключающих состояний
15. ................................................................................................. ................................................................................................. «Если, согласно квантовой теории, наблюдатель создает или частично создает наблюдаемое, то мышь может переделать Вселенную, просто посмотрев на нее.» Альберт Эйнштейн
16. КВАНТОВЫЙ МИР ........................................................................................................................................................................... …………...................................................................................................................... ....... Корпускулярно-волновой дуализм – микроскопические объекты могут при одних условиях проявлять свойства классических волн, а при других – классических частиц Эффект наблюдателя - процесс измерения влияет на результат измерения Квантовая суперпозиция – суперпозиция альтернативных взаимоисключающих состояний Квантовая запутанность – взаимозависимость квантового состояния множества частиц
17. КВАНТОВАЯ ЗАПУТАННОСТЬ ........................................................................................................................................................................... …………....................................................................................... .........
18. КВАНТОВЫЙ МИР ........................................................................................................................................................................... …………...................................................................................................................... ....... Корпускулярно-волновой дуализм – микроскопические объекты могут при одних условиях проявлять свойства классических волн, а при других – классических частиц Эффект наблюдателя - процесс измерения влияет на результат измерения Квантовая суперпозиция – суперпозиция альтернативных взаимоисключающих состояний Квантовая запутанность – взаимозависимость квантового состояния множества частиц Принцип неопределенности Гейзенберга – чем точнее измеряется одна характеристика частицы, тем менее точно можно измерить другую
19. ................................................................................................. ................................................................................................. «Бог не играет в кости» Альберт Эйнштейн
20. ПРОШЛОЕ: ИСТОРИЯ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ …………......................................... ....... ........................................................................................................................................................................... Альберт Эйнштейн Нильс Бор Макс Планк Вернер Гейзенберг
21. ................................................................................................. ................................................................................................. А ЧТО ЖЕ СЕЙЧАС?
22. НАСТОЯЩЕЕ: КВАНТОВЫЙ КОМПЬЮТЕР …………......................................... ....... ........................................................................................................................................................................... Квантовый компьютер – вычислительное устройство, которое основано на двух принципах квантовой теории: квантовая суперпозиция и квантовая запутанность Квантовый бит (Кубит) – наименьший элемент для хранения информации. Может принимать суперпозицию значений 0 и 1 Вычисления – применение унитарных преобразований над системой кубитов
23. Март 2018 года – Google построила 72- кубитный квантовый процессор Bristlecone КВАНТОВЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ СЕГОДНЯ ........................................................................................................................................................................... Январь 2018 года – Intel построили 49- кубитный квантовый процессор Tangle Lake Ноябрь 2017 года – IBM построили 50-кубитный квантовый компьютер D-Wave Systems – в разработке 4000-кубитный квантовый компьютер, в котором кубиты организованы в кластеры по 16 …………......................................... .......
24. БУДУЩЕЕ: СЛОЖНЫЕ И СУПЕРСЛОЖНЫЕ ЗАДАЧИ …………................... ..... ........................................................................................................................................................................... Квантовая химия и молекулярное моделирование Производство новых лекарств Производство новых материалов Криптография Квантовый криптоанализ Квантовая криптография Прогноз погоды
25. QASM – язык программирования для квантовых компьютеров ЧТО МОЖНО ДЕЛАТЬ УЖЕ СЕЙЧАС? ........................................................................................................................................................................... IBM также разработали Quantum Composer – графическую оболочку для отображения результатов квантовых экспериментов Доступ к IBM Q Experience из 16-ти кубит открыт для всех желающих через IBM Cloud …………......................................... ....... Qiskit – open source фреймворк для проведения квантовых экспериментов
26. Литошенко Владимир Андреевич VL@1st-sw.com www.linkedin.com/in/litoshenko/ www.firstlinesoftware.com СПАСИБО!