an intro to quantum computing

1. ‫کوانتومی‬ ‫رایانش‬
‫اگاه‬ ‫امیررضا‬9231032
‫دهباشی‬ ‫فرزان‬9231038

2. ‫ی‬ِ‫ک‬‫از‬‫؟‬
•‫کوانتومی‬ ‫کامپیوتر‬ ‫نظریه‬1982‫توسط‬‫فاینمن‬ ‫ریچارد‬‫شد‬ ‫مطرح‬.
‫میگه‬ ‫کوانتومی‬ ‫الکترودینامیک‬ ‫باره‬ ‫در‬ ‫که‬:
“ NO you are not going to be able to understand it … you see
my physics students don’t understand it either .
that is because I don’t understand it . Nobody does …
The theory of quantum electrodynamics describes nature as
absurd from the point of view of common sense .
So I hope that you can accept nature as she is—absurd.”
•‫سال‬1994‫شور‬ ‫پیتر‬‫ه‬ ‫کامپیوتر‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫به‬ ‫راجع‬ ‫مقاله‬ ‫یه‬‫ای‬‫کوانتومی‬
‫در‬‫کرد‬ ‫منتشر‬ ‫بزرگ‬ ‫بسیار‬ ‫اعداد‬ ‫گیری‬ ‫فاکتور‬ ‫حل‬.

3. ‫کوانتومی؟؟‬ ‫کامپیوتر‬ ‫چرا‬
•‫مور‬ ‫قانون‬ ‫توقف‬
‫و‬ ‫پردازش‬ ‫محدودیت‬
‫توسعه‬
•‫گرد‬ ‫دوره‬ ‫فروشنده‬ ‫مساله‬‫نمایی‬ ‫مرتبه‬ ‫مسائل‬
•‫های‬ ‫نگاری‬ ‫رمز‬ ‫شکستن‬RSA‫و‬ECC
‫رمز‬ ‫و‬ ‫رمزگذاری‬
‫گشایی‬

4. ‫چیست‬ ‫کوانتومی‬ ‫کامپیوتر‬‫؟‬
‫ق‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫را‬ ‫محاسبات‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫ماشینی‬ ‫کوانتومی‬ ‫کامپیوتر‬‫مکانیک‬ ‫وانین‬
‫است‬ ‫اتمی‬ ‫زیر‬ ‫سطح‬ ‫در‬ ‫اجزا‬ ‫رفتار‬ ‫که‬ ‫میدهد‬ ‫انجام‬ ‫کوانتومی‬.

5. ‫کوانتومی‬ ‫رایانش‬‫کوانت‬ ‫ذرات‬ ‫مبنای‬ ‫بر‬‫ومی‬
‫ک‬ ‫فیزیک‬ ‫طبع‬ ‫به‬ ‫و‬‫وانتوم‬
‫استواره‬
‫از‬ ‫بیت‬ ‫جای‬ ‫به‬‫کیو‬‫بیت‬
‫می‬ ‫که‬ ‫میکنه‬ ‫استفاده‬‫تونه‬
‫ذره‬ ‫چهار‬ ‫از‬ ‫یکی‬
‫باشه‬ ‫کوانتومی‬:
‫الکترون‬,‫اتم‬,‫یا‬ ‫فوتون‬
‫یون‬

6. ‫کرد؟؟‬ ‫فرقی‬ ‫چه‬ ‫حاال‬
‫کیوبیت‬
•‫هر‬ ‫یا‬ ‫یک‬ ‫صفر‬ ‫میتونه‬superposition‫از‬
‫باشه‬ ‫دو‬ ‫این‬‫مید‬ ‫نشونش‬ ‫اینطوری‬ ‫که‬‫یم‬:
|0> + |1>
‫ه‬ ‫و‬ ‫صفره‬ ‫هم‬ ‫یعنی‬‫م‬
‫یک‬!!!
‫بیت‬
•‫صفر‬ ‫میتونه‬ ‫فقط‬‫یا‬‫باشه‬ ‫یک‬
•‫میدیم‬ ‫نشونش‬ ‫اینطوری‬ ‫که‬:
|0>

7. ‫کیوبی‬ ‫دادن‬ ‫نشون‬ ‫درست‬ ‫شکل‬‫ت‬
|> =  |0> +  |1>
‫صف‬ ‫آلفا‬ ‫احتمال‬ ‫با‬ ‫کیوبیت‬ ‫این‬ ‫میگه‬ ‫ما‬ ‫به‬ ‫که‬‫احتمال‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫ره‬
‫یکه‬ ‫بتا‬
‫رابط‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫اند‬ ‫مختلط‬ ‫اعداد‬ ‫بتا‬ ‫و‬ ‫آلفا‬ ‫ضمنن‬‫بینشون‬ ‫ه‬
‫برقراره‬:
𝛼2
+ 𝛽2
= 1

8. ‫چیزی‬ ‫یه‬!
‫ب‬ ‫اندازه‬ ‫بخوایم‬ ‫اگر‬ ‫که‬ ‫کرد‬ ‫دقت‬ ‫باید‬ ‫نکته‬ ‫این‬ ‫به‬‫فقط‬ ‫گیریم‬
‫صفره‬ ‫کیوبیت‬ ‫یه‬ ‫که‬ ‫بگیم‬ ‫میتونیم‬‫یا‬‫یع‬ ‫یکه‬‫اندازه‬ ‫جواب‬ ‫نی‬
‫گیریمون‬‫قطعیه‬!
‫گ‬ ‫حالت‬ ‫کیوبیت‬ ‫یه‬ ‫به‬ ‫لیزر‬ ‫تابوندن‬ ‫با‬ ‫خوب‬ ‫اما‬‫اونو‬ ‫ی‬ ‫ذشته‬
‫کردی‬ ‫اراده‬ ‫که‬ ‫زمانی‬ ‫که‬ ‫حالتی‬ ‫یعنی‬ ‫میدیم‬ ‫تغییر‬‫اندازه‬ ‫م‬
‫نگرفتیم‬ ‫اندازه‬ ‫رو‬ ‫بگیریم‬!
‫قدر‬ ‫از‬ ‫بکنیم‬ ‫کارو‬ ‫این‬ ‫بخوایم‬ ‫اگه‬ ‫خوب‬ ‫اما‬‫ت‬
‫ب‬ ‫یه‬ ‫حالت‬ ‫به‬ ‫اونو‬ ‫و‬ ‫کردیم‬ ‫کم‬ ‫محاسباتیمون‬‫عادی‬ ‫یت‬
‫برگردوندیم‬!

9. ‫نمیگیریم‬ ‫اندازه‬!
•‫بگی‬ ‫اندازه‬ ‫اینکه‬ ‫جای‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫اینه‬ ‫راهش‬‫چنتا‬ ‫ریم‬
‫میگیرن‬ ‫قرار‬ ‫حالتی‬ ‫یه‬ ‫توی‬ ‫کیوبیتو‬‫هم‬ ‫روی‬ ‫که‬
‫کنیم‬ ‫کنترلشون‬ ‫ما‬ ‫اینکه‬ ‫بدون‬ ‫اثر‬!

10. ‫کجاس؟‬ ‫سختیش‬ ‫حاال‬
‫ا‬ ‫هم‬ ‫راحتی‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫کرد‬ ‫ایجاد‬ ‫میشه‬ ‫سخت‬ ‫رو‬ ‫میگیرن‬ ‫تاثیر‬ ‫هم‬ ‫از‬ ‫کیوبیتها‬ ‫اون‬ ‫توی‬ ‫که‬ ‫حالتی‬‫میره‬ ‫بین‬ ‫ز‬!
‫ص‬ ‫نزدیک‬ ‫پایین‬ ‫دمای‬ ‫توی‬ ‫عموما‬ ‫هست‬ ‫عملی‬ ‫تنیدگی‬ ‫هم‬ ‫در‬ ‫ایجاد‬ ‫برای‬ ‫که‬ ‫هایی‬ ‫روش‬ ‫همینطور‬‫کار‬ ‫کلوین‬ ‫فر‬
‫میکنه‬!
‫کنیم‬ ‫برطرف‬ ‫اونارو‬ ‫باید‬ ‫که‬ ‫بشه‬ ‫ایجاد‬ ‫هایی‬ ‫خطا‬ ‫ممکنه‬ ‫نمیکنیم‬ ‫کنترل‬ ‫کارو‬ ‫ما‬ ‫چون‬.

11. ‫محاسباتی‬ ‫قدرت‬
‫معمولی‬ ‫کامپیوتر‬
•‫محاسبه‬ ‫یک‬‫فقط‬‫یک‬‫ن‬‫تیجه‬
‫میده‬
‫کوانت‬ ‫کامپیوتر‬‫ومی‬
•‫محاسب‬ ‫یک‬ ‫فقط‬ ‫و‬ ‫یک‬‫ه‬
‫میتونه‬‫نتیجه‬ ‫چندین‬‫ر‬‫به‬ ‫و‬
‫صورت‬‫همزمان‬‫ک‬ ‫تولید‬‫نه‬
•(‫موازی‬ ‫پردازش‬ ‫قدرت‬
‫باال‬)
‫یک‬ ‫هم‬ ‫و‬ ‫صفره‬ ‫هم‬ ‫همزمان‬ ‫هامون‬ ‫بیت‬ ‫که‬ ‫اینه‬ ‫دلیلش‬

12. ‫کوانتومی‬ ‫محاسبات‬ ‫مهم‬ ‫الگوریتم‬ ‫دو‬
‫شور‬ ‫الگوریتم‬
•‫کوانتومی‬ ‫بندی‬ ‫عامل‬
•‫بزرگ‬ ‫عددی‬ ‫های‬ ‫عامل‬ ‫ی‬ ‫محاسبه‬
‫مانند‬
46578398729847237978
‫بسی‬ ‫کالسیک‬ ‫کامپیوتر‬ ‫برای‬‫و‬ ‫ارسخت‬
‫است‬ ‫زمانبر‬.
•‫چ‬ ‫کوانتومی‬ ‫کامپیوتر‬ ‫یک‬ ‫برای‬‫ند‬
‫میشکد‬ ‫طول‬ ‫ثانیه‬.
•‫کدهای‬ ‫شکستن‬ ‫برای‬ ‫استفاده‬RSA.
‫گراور‬ ‫الگوریتم‬
•‫های‬ ‫پایگاه‬ ‫در‬ ‫ها‬ ‫داده‬ ‫کردن‬ ‫مرتب‬
‫نامرتب‬ ‫بزرگو‬ ‫اطالعاتی‬
•‫با‬N‫ورودی‬ ‫داده‬,‫متوسط‬ ‫طور‬ ‫به‬
‫پید‬ ‫را‬ ‫نظر‬ ‫مورد‬ ‫ی‬ ‫داده‬ ‫استعالم‬‫ا‬
‫میکند‬.
•‫مقد‬ ‫این‬ ‫معمولی‬ ‫کامپیوترهای‬ ‫در‬‫ار‬
N/2‫است‬.
𝑁

14. Thanx
Anyquestions…