kvantové počítače
DESCRIPTION
Kvantové počítače. Autor: Martin Adámek. Obsah. Historická cesta ke kvantovému počítači Rozdělení podle generací 0.generace 1. generace 2. generace 3 - 4. generace Základní principy kvantového počítače Srovnání klasického a kvantového počítače Využití kvantového počítače. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Kvantové počítače
Autor: Martin Adámek
Obsah
– Historická cesta ke kvantovému počítači• Rozdělení podle generací
– 0.generace– 1. generace– 2. generace– 3 - 4. generace
– Základní principy kvantového počítače– Srovnání klasického a kvantového počítače– Využití kvantového počítače
Historická cesta ke kvantovému počítači
První prokázaný počítač - abakus
Další krok – logaritmické tabulky, logaritmické pravítko
– mechanické kalkulátory a staré pokladny
– dvojková soustava, děrné štítky
Rozdělení podle generacíRozdělení podle generací
Generace Rok Konfigurace Rychlost
(operací/s) Součástky
0. 1940Velký počet
skříníJednotky Relé
1. 1950 Desítky skříní 100 - 1000 Elektronky
2. 1958 do 10 skříní Tisíce Tranzistory
3. 1964 do 5 skříní Desetitisíce Integrované obvody
3.1/2 1972 1 skříň Statisíce
Integrované obvody (LSI)
4. 1981 1 skříň desítky milionůIntegrované obvody
(VLSI)
Základní principy kvantového počítače
Kvantové počítače pracují na principu kvantové mechaniky.
Každý člověk ví, že co se točí doleva, nemůže se točit doprava. To neplatí na atomární úrovni. Viz. obrázek:
Orientace nahoru,
otáčení proti směru ručičekReprezentuje
1
1 i 0nahoru i
dolů
Orientace dolů, otáčení
po směru ručiček
Reprezentuje 0
Způsoby realizace kvantového počítače
• Tři způsoby realizace– technologie „nukleární magnetické rezonance
“ • už fungující, perspektivní, pomalá dekoherence
– „dutinová QED“• NIST• fotony
– Iontová past• Juan Ignacio Cirac a Peter Zoller
Srovnání klasického a kvantového počítače
• Rozdíl ve způsobu zpracování dat
– mnoho operací zároveň – jen jedna
– tepelné ztráty• ukládání dat• Chlazení
Využití kvantového počítače
• Využití nynějších počítačů plus možnosti kvantových
• Generace opravdu náhodného čísla
• Špionáž, vojenské technologie atd.
Abakus
Kapesní logaritmické pravítko
Útržek z roličky děrné pásky
0. generace
• Zuse Z4– obrázek– zapomenut
• Mark 1– obrázek– atomová bomba
Mark 1
Základní hnací jednotkou byl elektromotor o výkonu 3,7 kW napojený na dlouhou hřídel, která zprostředkovala pohon jednotlivých částí počítače. Program nesla děrná páska, jejíchž 24 stop bylo rozděleno do tří skupin po osmi (2 adresy + kód operace).
Zuse Z4
Paměť počítače Z4Z4
1. generace
• 1. elektronkový počítač ENIAC– Pro chybějící obrázek přidán popis:
• R. 1944• 18 000 elektronek, 10 000 kondenzátorů,
1 300 relé• Chlazen dvěma leteckými motory• zabíral plochu asi 150m2 a vážil asi 40 tun
2. generace
• Tranzistor
• 1. programovací jazyky– COBOL, FORTRAN
3 - 4. generace
• těžko od sebe rozlišitelné
• velké množství tranzistorů – SSI - Small Scale Integration – MSI - Middle Scale Integration – LSI - Large Scale Integration – VLSI - Very Large Scale Integration (někdy
také XLSI - Xtra Large Scale Integration)
NMR
Iontová past