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 generací Generace Rok Konfigurace Rychlost (operací/s) Součástky 0. 1940 Velký počet skříní Jednotky 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 desítky milionů Integrované 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 ručiček Reprezentuje 1 1 i 0 nahoru 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 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 Z4 Z4

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