Кружок-2-Адиабатические квантовые вычисления

1.

Квантовый компьютер
Б у р л а к о в Е в г е н и й В л а д и м и р о в и ч , к . ф .- м . н .,
заведующий сектором квантовых вычислений
Квантового центра МТУСИ,
доцент кафедры «Физика»

2.

Типы вычислителей:
Классический компьютер
Квантовый компьютер
Квантовый аннилер (Dwave)
Биты (0/1)
Кубиты (квантовые биты)
Кубиты (квантовые биты)
Классические алгоритмы
Квантовые алгоритмы
Квантовый отжиг
Логические операции
(и/или/не, …)
Квантовые гейты (Паули-x-yz, гейт Адамара, …)
Неуправляемая квантовая
эволюция
Симулирует максимум 50-60
кубит
~250 кубит
~5000 кубит
Полупроводниковые
технологии (транзисторы)
Атомы/ионы,
сверхпроводники, фотоны,
квантовые точки, …
Сверхпроводники
C, Python, Java, …
Qiskit для IBM Q, Cirq для
Google, …
Python (Ocean SDK)

3.

Идея оптимизации:
Формулируя задачу, мы формируем
энергетический ландшафт
• Наилучшее решение задачи – это
состояние с наименьшей энергией
(глобальный минимум)
Возможные варианты решения:
Перебор
Классические алгоритмы
Физическое моделирование системы

4.

Спиновые стёкла
Цепочка атомов, обладающих магнитным моментом.
Ферромагнетики – стрелки стремятся ориентироваться в одном направлении.
Антиферромагнетики – стрелки стремятся ориентироваться в разных направлениях.
Спиновое стекло – часть связей между стрелками первого типа, часть второго.
Направления стрелок можно кодировать битами (0/1).
Антиферромагнетики – физическая реализация задачи MAX CUT.
Спиновые стекла – физическая реализация других задач дискретной оптимизации.
Научимся управлять спиновыми стеклами – сможем решать задачи «физически».

5.

Постановка MAX CUT
На рисунке приведен граф, имеющий