Este documento fornece uma introdução à computação quântica. Resume que a computação quântica une duas das áreas mais importantes da ciência do século 20: mecânica quântica e informática. Apresenta alguns conceitos básicos da mecânica quântica e como eles se relacionam com a computação quântica.
Computadores quânticos e dispositivos portáteisGustavo Ficher
O documento descreve a história e evolução dos dispositivos móveis desde os anos 1980 até 2015, com destaque para modelos importantes como o Motorola DynaTac e o iPhone. Também apresenta brevemente os computadores quânticos, explicando como eles armazenam informação usando qubits que podem assumir vários estados ao mesmo tempo, diferentemente dos bits convencionais.
O documento introduz os Mapas de Karnaugh, uma técnica para simplificar expressões lógicas através da representação gráfica das variáveis e termos em um mapa. Os mapas organizam as combinações lógicas de variáveis em células adjacentes de acordo com o código de Gray para facilitar a identificação de termos comuns. Exemplos demonstram como construir e usar mapas de Karnaugh para expressões de 2, 3 e 4 variáveis.
1. O documento discute resolução de congruências lineares, o teorema chinês dos restos e classes residuais.
2. É apresentado um método para resolver congruências do tipo aX ≡ b mod m, assim como o conceito de sistema completo de soluções.
3. O teorema chinês dos restos fornece uma única solução para sistemas de congruências quando os módulos são relativamente primos.
What is Quantum Computing
What is Quantum bits (Qubit)
What is Reversible Logic gates and Logic Circuits
What is Quantum Neuron (Quron)
What are the methods of implementing ANN using Quantum computing
O documento discute protocolos de comunicação e o modelo OSI, explicando que protocolos são regras que permitem a comunicação e que o modelo OSI, desenvolvido pela ISO, estabeleceu 7 camadas para padronizar a comunicação entre computadores, separando cada função em camadas distintas.
O documento discute cadeias de Markov, definindo-as como processos estocásticos de estado discreto onde novos estados dependem apenas do estado atual. Aplicações incluem modelagem de problemas meteorológicos e agrícolas usando matrizes de transição e o algoritmo PageRank para classificação de páginas da web.
- Quantum computing utilizes qubits that can represent multiple states simultaneously, unlike classical bits which are either 0 or 1. IBM plans to release a 1,000-qubit chip in 2023. Quantum computing could enable more accurate weather forecasts, better drug development, and optimization problems. While still early, potential applications include artificial intelligence, cybersecurity, and materials discovery. Challenges include errors from interference and needing extreme cooling, while opportunities exist in industries like manufacturing and banking. India is actively researching quantum computing to gain economic benefits and focus on strategic initiatives of the fourth industrial revolution.
Computadores quânticos e dispositivos portáteisGustavo Ficher
O documento descreve a história e evolução dos dispositivos móveis desde os anos 1980 até 2015, com destaque para modelos importantes como o Motorola DynaTac e o iPhone. Também apresenta brevemente os computadores quânticos, explicando como eles armazenam informação usando qubits que podem assumir vários estados ao mesmo tempo, diferentemente dos bits convencionais.
O documento introduz os Mapas de Karnaugh, uma técnica para simplificar expressões lógicas através da representação gráfica das variáveis e termos em um mapa. Os mapas organizam as combinações lógicas de variáveis em células adjacentes de acordo com o código de Gray para facilitar a identificação de termos comuns. Exemplos demonstram como construir e usar mapas de Karnaugh para expressões de 2, 3 e 4 variáveis.
1. O documento discute resolução de congruências lineares, o teorema chinês dos restos e classes residuais.
2. É apresentado um método para resolver congruências do tipo aX ≡ b mod m, assim como o conceito de sistema completo de soluções.
3. O teorema chinês dos restos fornece uma única solução para sistemas de congruências quando os módulos são relativamente primos.
What is Quantum Computing
What is Quantum bits (Qubit)
What is Reversible Logic gates and Logic Circuits
What is Quantum Neuron (Quron)
What are the methods of implementing ANN using Quantum computing
O documento discute protocolos de comunicação e o modelo OSI, explicando que protocolos são regras que permitem a comunicação e que o modelo OSI, desenvolvido pela ISO, estabeleceu 7 camadas para padronizar a comunicação entre computadores, separando cada função em camadas distintas.
O documento discute cadeias de Markov, definindo-as como processos estocásticos de estado discreto onde novos estados dependem apenas do estado atual. Aplicações incluem modelagem de problemas meteorológicos e agrícolas usando matrizes de transição e o algoritmo PageRank para classificação de páginas da web.
- Quantum computing utilizes qubits that can represent multiple states simultaneously, unlike classical bits which are either 0 or 1. IBM plans to release a 1,000-qubit chip in 2023. Quantum computing could enable more accurate weather forecasts, better drug development, and optimization problems. While still early, potential applications include artificial intelligence, cybersecurity, and materials discovery. Challenges include errors from interference and needing extreme cooling, while opportunities exist in industries like manufacturing and banking. India is actively researching quantum computing to gain economic benefits and focus on strategic initiatives of the fourth industrial revolution.
The document discusses the history and progression of computer generations from vacuum tubes to microprocessors. It then covers the concepts of quantum computing, including quantum bits that can represent both 0 and 1 simultaneously, quantum entanglement, and how quantum computers could solve problems like integer factorization exponentially faster than classical computers. Some applications proposed include networking, simulation, and cryptography, but challenges remain in scaling up quantum systems and preventing decoherence.
This presentation provides a basic introduction to quantum computers architecture including basic concepts related to the theory, quantum vs classical mechanics, qubits, quantum gates and some related algorithms.
This document provides an overview of quantum computing, including:
- The current state of quantum computing technology, which involves noisy intermediate-scale quantum computers with 10s to 100s of qubits and moderate error rates.
- The difference between quantum and classical information, noting that quantum information uses superposition and entanglement, exponentially increasing computational power.
- An example quantum algorithm, Bernstein-Vazirani, which can solve a problem in one query that classical computers require n queries to solve, demonstrating quantum computing's potential computational advantages.
O documento descreve o algoritmo de Needleman-Wunsch para alinhamento global de sequências biológicas, explicando como ele usa programação dinâmica para preencher uma matriz de pontuações e encontrar o melhor alinhamento entre duas sequências.
- O documento discute pipelines em computadores, apresentando a arquitetura DLX e sua implementação com pipeline. O pipeline divide o processamento de instruções em estágios para execução sobreposta de múltiplas instruções.
- A arquitetura DLX é apresentada, incluindo seus formatos de instrução e ciclos de máquina. Sua implementação com pipeline é detalhada, dividindo o processamento em estágios de busca de instrução, decodificação, execução e escritura.
- Perigos como hazards estruturais e de dados
Apresentação feita por alunos do 2º semestre de Sistemas de Informações da Faculdade de Juazeiro do Norte (FJN) na disciplina de Matemática Discreta II.
1) O documento discute conceitos e simulação de cadeias de Markov, incluindo passeios aleatórios. 2) Ele apresenta objetivos de estudar cadeias de Markov discretas no tempo e simular modelos de disseminação de informação. 3) Inclui exemplos e equações para calcular probabilidades de transição entre estados usando potências da matriz estocástica.
Shor's algorithm is for quantum computer. Using this algorithm any arbitrarily large number can be factored in polynomial time. which is not possible in classical computer
Exercicios de Matrizes, Vetores e Equacões LinearesLCCIMETRO
Este documento apresenta 20 exercícios sobre matrizes e determinantes, sistemas de equações lineares e álgebra vetorial. Os exercícios envolvem cálculo de determinantes, inversão de matrizes, resolução de sistemas lineares e operações com vetores como produto escalar e produto vetorial.
This document provides an overview of quantum computing, including its history, basic concepts, applications, advantages, difficulties, and future directions. It discusses how quantum computing originated in the 1980s with the goal of building a computer that is millions of times faster than classical computers and theoretically uses no energy. The basic concepts covered include quantum mechanics, superpositioning, qubits, quantum gates, and how quantum computers could perform calculations that are intractable on classical computers, such as factoring large numbers. The document also outlines some of the challenges facing quantum computing as well as potential future advances in the field.
Quantum Computers new Generation of Computers part 7 by prof lili saghafi Qua...Professor Lili Saghafi
Quantum algorithm
algorithm for factoring, the general number field sieve
Optimization algorithm
deterministic quantum algorithm Deutsch-Jozsa algorithm
Entanglement
Enigma
Quantum Teleportation
Grover's algorithm - Introduction to quantum computingMeir TOLEDANO
This document provides an introduction to Grover's algorithm, a quantum algorithm that allows for faster searching of an unstructured database. It explains some key concepts in quantum computing like superposition, entanglement, and quantum gates. Grover's algorithm uses amplitude amplification to find a target item in a list of N items using only O(sqrt(N)) operations, providing a speedup over classical algorithms. The document analyzes how Grover's algorithm works and its complexity, and discusses some physical implementations of quantum computers.
A file on Quantum Computing for people with least knowledge about physics, electronics, computers and programming. Perfect for people with management backgrounds. Covers understandable details about the topic.
Quantum Computers are the future and this manual explains the topic in the best possible way.
This presentation provides an overview of quantum computers including:
- What they are and how they use quantum phenomena like superposition and entanglement to perform operations.
- Common algorithms like Shor's algorithm, Grover's algorithm, and Deutsch-Jozsa algorithm.
- Key concepts like qubits, quantum gates, entanglement, and bra-ket notation.
- Challenges like errors, decoherence, and difficulty verifying results against classical computers.
- Recent advances in building larger quantum computers with more qubits by companies like Intel, Google, and IBM.
Quantum computing uses quantum mechanics phenomena like superposition, entanglement, and interference to perform computation. Quantum computers are improving at an exponential rate according to Neven's Law, doubling their processing power exponentially faster than classical computers. The basic unit of quantum information is the qubit, which can exist in superposition and represent a '1' and '0' simultaneously. This allows quantum computers to explore all computational paths at once, greatly increasing their processing speed over classical computers for certain problems.
O documento discute a representação de números binários utilizando complemento a base, explicando como a subtração pode ser realizada através da soma em complemento. Apresenta as regras da adição, subtração, multiplicação e divisão binárias, além de exemplificar a representação de números positivos e negativos em complemento a base 2.
Quantum computing is a new paradigm that utilizes quantum mechanics phenomena like superposition and entanglement. It has the potential to solve certain problems exponentially faster than classical computers by using qubits that can be in superposition of states. Some key applications are factoring, simulation, and optimization problems. However, building large-scale quantum computers faces challenges like preventing decoherence of qubits and developing error correction techniques. While still in development, quantum computing could revolutionize fields like encryption, communication, and material science in the future through a hybrid model combining classical and quantum processing.
O documento descreve como os computadores quânticos funcionam usando qubits que podem existir em estados de superposição, permitindo realizar múltiplos cálculos simultaneamente. Detalha alguns avanços na área, como computadores de 5 e 7 qubits desenvolvidos por IBM e Los Alamos respectivamente, e discute potenciais aplicações como criptografia caso computadores quânticos funcional sejam construídos. No entanto, a tecnologia para criar um computador quântico viável ainda levará anos.
O documento discute a computação quântica, incluindo sua origem, princípios, aplicações e desenvolvimento tecnológico. Aborda conceitos como qubits, portas lógicas quânticas, algoritmos de Shor e Grover, e o primeiro computador quântico prático fabricado pela D-Wave. A computação quântica tem o potencial de resolver problemas complexos em tempo muito menor do que os computadores convencionais.
The document discusses the history and progression of computer generations from vacuum tubes to microprocessors. It then covers the concepts of quantum computing, including quantum bits that can represent both 0 and 1 simultaneously, quantum entanglement, and how quantum computers could solve problems like integer factorization exponentially faster than classical computers. Some applications proposed include networking, simulation, and cryptography, but challenges remain in scaling up quantum systems and preventing decoherence.
This presentation provides a basic introduction to quantum computers architecture including basic concepts related to the theory, quantum vs classical mechanics, qubits, quantum gates and some related algorithms.
This document provides an overview of quantum computing, including:
- The current state of quantum computing technology, which involves noisy intermediate-scale quantum computers with 10s to 100s of qubits and moderate error rates.
- The difference between quantum and classical information, noting that quantum information uses superposition and entanglement, exponentially increasing computational power.
- An example quantum algorithm, Bernstein-Vazirani, which can solve a problem in one query that classical computers require n queries to solve, demonstrating quantum computing's potential computational advantages.
O documento descreve o algoritmo de Needleman-Wunsch para alinhamento global de sequências biológicas, explicando como ele usa programação dinâmica para preencher uma matriz de pontuações e encontrar o melhor alinhamento entre duas sequências.
- O documento discute pipelines em computadores, apresentando a arquitetura DLX e sua implementação com pipeline. O pipeline divide o processamento de instruções em estágios para execução sobreposta de múltiplas instruções.
- A arquitetura DLX é apresentada, incluindo seus formatos de instrução e ciclos de máquina. Sua implementação com pipeline é detalhada, dividindo o processamento em estágios de busca de instrução, decodificação, execução e escritura.
- Perigos como hazards estruturais e de dados
Apresentação feita por alunos do 2º semestre de Sistemas de Informações da Faculdade de Juazeiro do Norte (FJN) na disciplina de Matemática Discreta II.
1) O documento discute conceitos e simulação de cadeias de Markov, incluindo passeios aleatórios. 2) Ele apresenta objetivos de estudar cadeias de Markov discretas no tempo e simular modelos de disseminação de informação. 3) Inclui exemplos e equações para calcular probabilidades de transição entre estados usando potências da matriz estocástica.
Shor's algorithm is for quantum computer. Using this algorithm any arbitrarily large number can be factored in polynomial time. which is not possible in classical computer
Exercicios de Matrizes, Vetores e Equacões LinearesLCCIMETRO
Este documento apresenta 20 exercícios sobre matrizes e determinantes, sistemas de equações lineares e álgebra vetorial. Os exercícios envolvem cálculo de determinantes, inversão de matrizes, resolução de sistemas lineares e operações com vetores como produto escalar e produto vetorial.
This document provides an overview of quantum computing, including its history, basic concepts, applications, advantages, difficulties, and future directions. It discusses how quantum computing originated in the 1980s with the goal of building a computer that is millions of times faster than classical computers and theoretically uses no energy. The basic concepts covered include quantum mechanics, superpositioning, qubits, quantum gates, and how quantum computers could perform calculations that are intractable on classical computers, such as factoring large numbers. The document also outlines some of the challenges facing quantum computing as well as potential future advances in the field.
Quantum Computers new Generation of Computers part 7 by prof lili saghafi Qua...Professor Lili Saghafi
Quantum algorithm
algorithm for factoring, the general number field sieve
Optimization algorithm
deterministic quantum algorithm Deutsch-Jozsa algorithm
Entanglement
Enigma
Quantum Teleportation
Grover's algorithm - Introduction to quantum computingMeir TOLEDANO
This document provides an introduction to Grover's algorithm, a quantum algorithm that allows for faster searching of an unstructured database. It explains some key concepts in quantum computing like superposition, entanglement, and quantum gates. Grover's algorithm uses amplitude amplification to find a target item in a list of N items using only O(sqrt(N)) operations, providing a speedup over classical algorithms. The document analyzes how Grover's algorithm works and its complexity, and discusses some physical implementations of quantum computers.
A file on Quantum Computing for people with least knowledge about physics, electronics, computers and programming. Perfect for people with management backgrounds. Covers understandable details about the topic.
Quantum Computers are the future and this manual explains the topic in the best possible way.
This presentation provides an overview of quantum computers including:
- What they are and how they use quantum phenomena like superposition and entanglement to perform operations.
- Common algorithms like Shor's algorithm, Grover's algorithm, and Deutsch-Jozsa algorithm.
- Key concepts like qubits, quantum gates, entanglement, and bra-ket notation.
- Challenges like errors, decoherence, and difficulty verifying results against classical computers.
- Recent advances in building larger quantum computers with more qubits by companies like Intel, Google, and IBM.
Quantum computing uses quantum mechanics phenomena like superposition, entanglement, and interference to perform computation. Quantum computers are improving at an exponential rate according to Neven's Law, doubling their processing power exponentially faster than classical computers. The basic unit of quantum information is the qubit, which can exist in superposition and represent a '1' and '0' simultaneously. This allows quantum computers to explore all computational paths at once, greatly increasing their processing speed over classical computers for certain problems.
O documento discute a representação de números binários utilizando complemento a base, explicando como a subtração pode ser realizada através da soma em complemento. Apresenta as regras da adição, subtração, multiplicação e divisão binárias, além de exemplificar a representação de números positivos e negativos em complemento a base 2.
Quantum computing is a new paradigm that utilizes quantum mechanics phenomena like superposition and entanglement. It has the potential to solve certain problems exponentially faster than classical computers by using qubits that can be in superposition of states. Some key applications are factoring, simulation, and optimization problems. However, building large-scale quantum computers faces challenges like preventing decoherence of qubits and developing error correction techniques. While still in development, quantum computing could revolutionize fields like encryption, communication, and material science in the future through a hybrid model combining classical and quantum processing.
O documento descreve como os computadores quânticos funcionam usando qubits que podem existir em estados de superposição, permitindo realizar múltiplos cálculos simultaneamente. Detalha alguns avanços na área, como computadores de 5 e 7 qubits desenvolvidos por IBM e Los Alamos respectivamente, e discute potenciais aplicações como criptografia caso computadores quânticos funcional sejam construídos. No entanto, a tecnologia para criar um computador quântico viável ainda levará anos.
O documento discute a computação quântica, incluindo sua origem, princípios, aplicações e desenvolvimento tecnológico. Aborda conceitos como qubits, portas lógicas quânticas, algoritmos de Shor e Grover, e o primeiro computador quântico prático fabricado pela D-Wave. A computação quântica tem o potencial de resolver problemas complexos em tempo muito menor do que os computadores convencionais.
O documento discute computação quântica, explicando que computadores quânticos usam bits quânticos (qbits) que podem assumir valores 0 e 1 simultaneamente. Algoritmos quânticos como o de Grover e Shor podem resolver problemas de busca e fatoração de números de forma exponencialmente mais rápida do que computadores clássicos. Aplicações potenciais incluem otimização, aprendizado de máquina e simulações.
O documento introduz conceitos básicos de computação quântica, incluindo:
1) A junção da mecânica quântica e informática traz novos objetivos e potencialidades para a computação.
2) A mecânica quântica descreve com precisão fenômenos naturais e trata de entidades fundamentais como elétrons e fótons.
3) A computação quântica usa estados quânticos e portas lógicas quânticas para representar e manipular informação de forma diferente da computação cl
O documento descreve a história dos computadores desde sua criação em 1944 com o ENIAC, passando pelos primeiros microprocessadores e computadores pessoais como o Apple II e os da linha X86, até os processadores atuais de duplo núcleo e as possibilidades futuras com a computação quântica e biológica.
O documento descreve a história e evolução das tecnologias da informação e comunicação, desde as primeiras máquinas mecânicas de cálculo até os computadores modernos. Detalha as cinco gerações de computadores definidas pelas tecnologias subjacentes, como válvulas, transistores e circuitos integrados. Também discute a importância crescente das TIC na sociedade, educação e empresas.
1) O documento discute informação quântica, desde os trabalhos iniciais de Einstein até aplicações modernas como computação quântica e criptografia.
2) Estados quânticos como polarização de fótons podem representar bits de informação de forma diferente dos bits clássicos.
3) Computadores quânticos podem resolver certos problemas de forma mais eficiente que computadores clássicos devido à capacidade dos qubits de existirem em superposições quânticas.
Sexta geração de computadores utilizariam supercondutores nos processadores, proporcionando desempenho 30 vezes maior e economia de energia. Tecnologias futuras incluem computação distribuída, em nuvem, grade, móvel e ubíqua.
O documento descreve a evolução da computação desde os primeiros computadores mecânicos até a terceira geração de computadores baseados em circuitos integrados. Ele detalha as principais invenções e máquinas desenvolvidas em cada geração, incluindo os computadores mecânicos de Pascal e Babbage, os primeiros computadores eletrônicos como o ENIAC e o EDVAC, e a transição para computadores baseados em transistores e circuitos integrados.
O documento discute a história e evolução dos computadores, desde as primeiras máquinas mecânicas até os computadores modernos baseados em circuitos integrados. As gerações de computadores são descritas, começando pelos primeiros computadores mecânicos e elétricos da Geração Zero e Primeira Geração, até os computadores modernos baseados em microprocessadores da Quinta e Sexta Gerações. Os principais marcos históricos da computação também são resumidos.
Este documento descreve as gerações de hardware de computadores, desde as primeiras máquinas movidas a válvulas até os PCs modernos. A primeira geração (1937-1953) usava válvulas a vácuo. A segunda geração (1954-1962) introduziu diodos e transistores. A terceira geração (1963-1972) viu o surgimento dos circuitos integrados. A quarta geração (1972-1984) popularizou os microprocessadores.
Esta quarta geração de computadores teve início em 1971 com o lançamento do primeiro microprocessador Intel 4004 e terminou em 1981 com os circuitos ULSI. Os microprocessadores permitiram a miniaturização dos computadores e o surgimento dos microcomputadores. Nesta geração também ocorreu o desenvolvimento da Internet com a primeira transmissão de e-mail e do protocolo TCP/IP.
Segunda geração de computadores (1955 1964)Thaís Santos
A segunda geração de computadores foi marcada pela substituição da válvula pelo transistor, permitindo computadores menores, mais rápidos e confiáveis. O primeiro computador totalmente transistorizado foi o TRADIC, contendo 800 transistores. Linguagens de programação de alto nível como Fortran e Cobol foram desenvolvidas, permitindo armazenamento em disco e melhor acesso aos dados.
O documento descreve as primeiras gerações de computadores, incluindo os computadores da primeira geração como o Mark I, ENIAC e UNIVAC. Estes primeiros computadores usavam válvulas eletrônicas e eram muito grandes, pesados e lentos comparados aos de hoje.
Este documento descreve as 5 gerações de computadores, desde a primeira geração com circuitos eletrônicos e válvulas até a quinta geração com supercomputadores, robótica e multimídia. Cada geração trouxe melhorias como o uso de transistores, circuitos integrados e microprocessadores, diminuindo o tamanho dos computadores e aumentando sua capacidade de processamento.
1) A mecânica quântica lida com o comportamento da matéria e energia na escala atômica e subatômica.
2) Experimentos no final do século 19 mostraram que a física clássica não podia explicar fenômenos como a natureza dual onda-partícula da luz.
3) Os fundamentos da mecânica quântica começaram com o trabalho pioneiro de Planck e outros sobre as propriedades da luz e radiação eletromagnética.
O documento apresenta um resumo sobre física, abordando conceitos como:
1) Piada sobre Newton por metro quadrado ilustrando a lei da pressão;
2) Resolução de questões do ENEM sobre leis de Stevin, Faraday e eficiência térmica máxima;
3) Explicação sobre formação de imagem no olho e correção de visão através de lentes.
O documento discute a informação quântica e o computador quântico. Ele explica como os computadores quânticos podem resolver problemas em segundos que levariam milhares de anos para computadores clássicos, devido às propriedades estranhas da mecânica quântica como superposição de estados. O documento também discute como o algoritmo de Shor pode quebrar códigos atualmente considerados invioláveis como o RSA.
1) A criptografia quântica usa fótons individuais para transmitir chaves criptográficas de forma segura.
2) Dois experimentos recentes conseguiram gerar fótons individuais sob demanda, aumentando a segurança da criptografia quântica.
3) A geração controlada de fótons únicos é essencial para implementar a criptografia quântica na prática.
O CERN foi fundado em 1954 para estudar partículas de matéria e antimatéria. Desenvolveu a internet ao criar a World Wide Web. Realiza experimentos de alta energia para descobrir os segredos da origem do universo, como a criação de matéria estranha. Envolve cientistas de todo o mundo em sua pesquisa pioneira.
Torcendo a luz: a física da luz como avanço tecnológicoBIF UFF
Você sabia que é possível manipular algumas propriedades da luz e construir dispositivos tecnológicos ultra-precisos como, por exemplo, pinças óticas e computadores mais velozes? A construção desses dispositivos está ligado ao desenvolvimento da biologia, da química e de diversas áreas do conhecimento. Diferentes abordagens para descrever a luz são importantes para o entendimento dos fenômenos luminosos e de dispositivos que utilizam a luz. Apresentaremos o Momento Angular Orbital (MAO) da luz que ganhou destaque devido aos resultados promissores em diferentes áreas do conhecimento.
Unidade 0: Visão geral sobre o método científicoAlexandre Duarte
1) O documento discute os princípios do método científico e da experimentação em ciência da computação.
2) É destacada a importância da experimentação para testar teorias e identificar falhas através de comparação com resultados experimentais.
3) São descritos os passos do processo experimental sistemático, incluindo definição de objetivos, métricas, parâmetros, execução e análise de experimentos.
Este documento apresenta um folder sobre informação quântica produzido pelo Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas. O folder discute os avanços e promessas da computação quântica, criptografia quântica e outros fenômenos quânticos como condensados de Bose-Einstein e teletransporte. O objetivo é divulgar essas novidades da física quântica para o público em geral.
Este documento apresenta o plano de aula para o curso de Processos de Fabricação de Dispositivos Microeletrônicos ministrado pela Dra. Denise C.P. de Souza. O curso abordará a evolução da microeletrônica, teoria de semicondutores, principais etapas de fabricação de circuitos integrados e processos de fabricação como oxidação, deposição de filmes finos e litografia. O cronograma inclui seminários e visita técnica para avaliar os alunos.
A física quântica descreve o comportamento da matéria em escalas atômicas e subatômicas. Ela surgiu para explicar fenômenos como o efeito fotoelétrico que não podiam ser explicados pelas leis da física clássica. A física quântica introduziu novos conceitos como a dualidade onda-partícula e o princípio da incerteza de Heisenberg.
O documento descreve a evolução da física, desde a antiga Grécia até Newton. Destaca os principais conceitos introduzidos por Galileu e Newton, como a matematização da física e as leis do movimento. Também apresenta a metodologia experimental desenvolvida, com ênfase na observação, simplificação, modelagem matemática e confronto com resultados.
Este capítulo introduz o tema das teorias quânticas de campo não-comutativas (TQCNC), motivadas pela expectativa de que o espaço-tempo adquire uma estrutura não-comutativa na escala de Planck. Apresenta-se o produto de Moyal como modelo para o produto de funções no espaço-tempo não-comutativo e discute-se como as TQCNC surgem como limites de baixa energia da teoria das cordas. Exemplifica-se o mecanismo UV/IR em uma teoria escalar não-comutativa e
1. O documento descreve microscópios de varredura por sonda (SPM), incluindo o microscópio de tunelamento com varredura (STM) e o microscópio de força atômica (AFM).
2. O STM, inventado em 1981, foi o primeiro instrumento capaz de gerar imagens de superfícies com resolução atômica usando o princípio do efeito túnel quântico.
3. O AFM, desenvolvido em 1986, usa uma ponta sensora para medir forças atômic
Fisicamais.com Aula de aprendizagem da radioatividade no ensino médioDiego Aguiar
1) O documento discute os efeitos das radiações ionizantes na vida e os riscos e benefícios de seu uso.
2) Apresenta agradecimentos e detalha uma palestra sobre radiação para alunos do ensino médio.
3) Explica conceitos básicos de física como ondas eletromagnéticas, radioatividade, mecânica quântica que são relevantes para compreender as radiações.
O documento discute os principais conceitos da mecânica quântica, incluindo: 1) A mecânica quântica descreve sistemas físicos em escala atômica e subatômica; 2) A constante de Planck é fundamental para a teoria e determina quando ela é necessária; 3) Os modelos atômicos evoluíram de Dalton a Rutherford e Bohr à medida que novos experimentos foram realizados.
O documento discute o uso do Grande Acelerador de Hádrons (LHC) como um tema estruturador para ensinar física básica no ensino médio. O LHC é apresentado como um tópico atual e amplo que permite abordar diversos conceitos físicos, como eletromagnetismo, dinâmica de colisões e termodinâmica. Uma proposta é desenvolvida dividida em unidades didáticas que exploram esses tópicos relacionando-os ao funcionamento do LHC.
Este documento apresenta as palestras realizadas e futuras de um curso sobre a vida e obra de Albert Einstein. A próxima palestra será sobre a relatividade especial e abordará conceitos como a constância da velocidade da luz, a dilatação do tempo e a contração dos corpos.
aula 01.ppt Tudo sobre física quântica que você precisaMarcosOntonio
O documento discute os principais conceitos e descobertas que levaram ao desenvolvimento da física quântica, incluindo a radiação do corpo negro, a constante de Planck, o efeito fotoelétrico e o dualismo onda-partícula. Aborda também os limites da física clássica para explicar certos fenômenos atômicos e microscópicos.
1) A palestra discute como a mecânica quântica influencia os negócios e a vida, contrariando a visão de mundo newtoniana de separação entre objetos.
2) Tudo emerge de um oceano de energia no vácuo quântico e tem um campo eletromagnético, de modo que pensamentos e sentimentos também afetam os resultados por ressonância.
3) Para obter resultados usando ferramentas como a ressonância harmônica, é necessário resolver questões internas e evoluir, não apenas manipular forças
Slides Lição 11, CPAD, A Realidade Bíblica do Inferno, 2Tr24.pptxLuizHenriquedeAlmeid6
Slideshare Lição 11, CPAD, A Realidade Bíblica do Inferno, 2Tr24, Pr Henrique, EBD NA TV, Lições Bíblicas, 2º Trimestre de 2024, adultos, Tema, A CARREIRA QUE NOS ESTÁ PROPOSTA, O CAMINHO DA SALVAÇÃO, SANTIDADE E PERSEVERANÇA PARA CHEGAR AO CÉU, Coment Osiel Gomes, estudantes, professores, Ervália, MG, Imperatriz, MA, Cajamar, SP, estudos bíblicos, gospel, DEUS, ESPÍRITO SANTO, JESUS CRISTO, Com. Extra Pr. Luiz Henrique, de Almeida Silva, tel-What, 99-99152-0454, Canal YouTube, Henriquelhas, @PrHenrique, https://ebdnatv.blogspot.com/
O Que é Um Ménage à Trois?
A sociedade contemporânea está passando por grandes mudanças comportamentais no âmbito da sexualidade humana, tendo inversão de valores indescritíveis, que assusta as famílias tradicionais instituídas na Palavra de Deus.
Slides Lição 11, Central Gospel, Os Mortos Em CRISTO, 2Tr24.pptxLuizHenriquedeAlmeid6
Slideshare Lição 11, Central Gospel, Os Mortos Em Cristo, 1Tr24, Pr Henrique, EBD NA TV, Revista ano 11, nº 1, Revista Estudo Bíblico Jovens E Adultos, Central Gospel, 2º Trimestre de 2024, Professor, Tema, Os Grandes Temas Do Fim, Comentarista, Pr. Joá Caitano, estudantes, professores, Ervália, MG, Imperatriz, MA, Cajamar, SP, estudos bíblicos, gospel, DEUS, ESPÍRITO SANTO, JESUS CRISTO, Com. Extra Pr. Luiz Henrique, 99-99152-0454, Canal YouTube, Henriquelhas, @PrHenrique
O Mito da Caverna de Platão_ Uma Jornada em Busca da Verdade.pdf
Computação quântica 2012.2
1. Introdução à
Computação Quântica
(para computatas)
Wilson Rosa de Oliveira Jr.
20 e 27/11/2012
Seminários do
Quantum Computing Group DEInfo-UFRPE
http:www.ppgia.ufrpe.br/quantum
2. Prolegomena
• Em Computação Quântica (CQ) testemunhamos a junção de
duas das áreas mais importantes na ciência do sec. XX:
– Mecânica Quântica e Informática
• Esta junção traz novos objetivos, desafios e
potencialidades para a Informática bem como novas
abordagens para a Física explorar o mundo quântico.
• Mesmo que seja no momento difícil prever impactos
particulares da CQ sobre a computação em geral,
esperamos que esta junção leve a resultados importantes
3. Mecânica Quântica é ...
• Uma teoria excelente para prever probabilidades de
eventos quânticos.
• Uma teoria elegante e conceitualmente simples que
descreve com precisão assustadora um amplo espectro de
fenômenos naturais:
– Experimentalmente verificadas a 14 ordens de precisão;
– Até o momento não há conflito entre o teoricamente previsto e o
verificado experimentalmente
• Sem MQ não podemos explicar propriedades dos
superfluidos, funcionamento dos lasers, a substância da
química, a estrutura e função do DNA, a existência e
comportamento de corpos sólidos, cor das estrelas,
semicondutores, etc
4. Mecânica Quântica trata ...
• Das entidades fundamentais da Física – partículas tais
como:
– Prótons, elétrons e nêutrons (que constituem a matéria);
– Fótons (que carregam radiação eletromagnética) – são as únicas partículas
que podemos observar diretamente;
– Várias outras “partículas elementares” que mediam outras interações da
Física.
• Partículas? Algumas de suas propriedades são totalmente
discordantes das propriedades do que chamamos de
partículas no nosso mundo usual!
• Propriedades? Não é claro em que sentido estas
“partículas” podem ser ditas possuir propriedades!
5. Mecânica Quântica
• Independente de sua qualidade, do ponto de
vista de explicar fenômenos quânticos, é
uma teoria muito insatisfatória!
• É uma teoria que tem princípios difíceis de
aceitar e leva a mistérios e paradoxos.
6. Algumas frases famosas
• Roger Penrose:
“Quantum theory seems to lead to philosophical standpoints
that many find deeply unsatisfying.
At best, and taking its descriptions at their most literal, it
provides us with a very strange view of the world indeed.
At worst, and taking literally the proclamations of some of
its most famous protagonists, it provides us with no view
of the world at all”
7. Algumas frases famosas
• Richard Feynman:
– “I think it is safe to say that no one understands
Quantum Mechanics”.
– “Nobody knows how it can be like that”.
• Bernard Shaw:
– “You have nothing to do but mention the quantum
theory, and people will take your voice for the voice of
science, and believe anything”.
8. Mas afinal o que MQ nos diz?
• Nos diz o que acontece
• Mas não diz porque acontece.
• E não nos diz como acontece.
• Nem quanto custa
9. Compreensão da FQ
Vou lhe dizer o que acontece na Natureza,
entretanto jamais pergunte a si mesmo:
“Mas como ela pode ser assim?”
Porque senão você será sugado para uma escuridão
da qual ninguém conseguiu até hoje escapar!
“Nobody knows how it can be like that”.
Feynman
11. Uma outra visão da Mecânica
Quântica
• MQ não é Física no sentido usual – não é sobre
matéria ou energia ou onda ou partículas – é
sobre informação, probabilidades, amplitudes de
probabilidades e observáveis; e como eles se
relacionam entre si.
• MQ é o que se obtém quando se generaliza teoria
da probabilidade a permitir números negativos.
Poderia até ter sido descoberta pelos
matemáticos sem qualquer motivação dos
experimentos (Aaronson, 1997).
12. Por que Informação e Computação
Quântica é tão importante?
• ICP pode levar a novas tecnologias que terão impactos
amplos e profundos.
• Muitas das ciências e tecnologias já estão se aproximando
do ponto em que precisam isolar, manipular e transmitir
partículas.
• Novos conhecimentos sobre os fenômenos e sistemas
quânticos complexos podem ser gerados.
• Criptografia quântica nos leva a um novo patamar de
segurança.
• ICP tem se mostrado ser mais eficiente em situações
importante;interessantes.
13. Por que devemos tentar construir
computadores quânticos?
When you try to reach for stars you may not
quite get one, but you won’t come with a
handful of mud either.
Leo Burnett
14. Informação X Física
• Norbert Wiener:
– Informação é informação, nem matéria nem energia.
• Ralf Landauer:
– Informação é física.
• Deve então fazer parte da Física a Teoria da Informação e a Teoria da
Computação?
• Visão corrente:
– Física é informacional.
• Deve a mecânica quântica (espaços de Hilbert) fazer parte da
Informática?
15. Curiosidade
• Física Quântica é uma teoria extremamente
elaborada, cheia de paradoxos e mistérios. Leva-se
anos para um físico desenvolver um sentimento.
• Alguns teóricos da computação e matemáticos, sem
qualquer base em FQ têm realizado contri-buições
fundamentais a teoria da informação e computação
quântica!
16. Outra motivação
• Lei de Moore que prevê que em 2020
precisaremos de um elétron apenas para
amarzenar um bit!
17. Histórico (um pouco)
• Richard Feynman
– 1959: Nanotecnologia
• (“Há muito mais espaço lá embaixo”)
– 1982:
• Sistemas clássicos não modelam
eficientemente sistemas quânticos
• Sugere construção de computadores
baseados nas leis da mecânica quântica
18. Histórico
• David Deutsch
– 1985: MTQ (Máquina de Turing Quântica)
– 1989: publicou primeiro algoritmo quântico
• Problema de determinar se uma função de
um bit é cte ou balanceada.
19. Histórico
• Peter Shor
– 1993: Algoritmo de Shor
• Fatoração de números grandes
Tempo de Fatoração
pelo Algoritmo de Shor
Comprimento do número a
ser fatorado (bits)
Tempo de Fatoração
pelo Algoritmo de clássico
34s 512 4 dias
4.5m 1024 105
anos
36m 2048 1017
anos
4,8h 4096 1035
anos
20. Computação Clássica
• Mais precisamente: Modelos de Circuitos.
• Outros modelos não considerados aqui:
Máquinas de Turing, λ-Cálculo, Funções
Recursivas, etc.
• Mais próximo do computador digital
34. Quantização Matemática
• NiK Weaver (Washington University):
“Substituir conjuntos por um espaço de Hilbert
apropriado” e “funções por mapas lineares"
• O conjunto em consideração passa a ser visto
(representado) como uma base (ortonormal).
• As funções consideradas são as lineares (ou
subclasse destas).
• Finitamente dimensional = espaço vetorial
35. Classical Bits: Cbits
• bit abstrato: e
• Representação como cbit: e
– par de vetores ortonormais, e.g:
• Em R2
ou C2
•Um estado arbitrário:
45. Conjugada Hermitiana; tomando a adjunta
Matrizes Unitárias
A é dita ser unitária se
Usualmente escrevemos unitárias como U.
Exemplo:
46. Emaranhamento (entanglement) Quântico
Alice Bob
Schroedinger (1935): “I would not call [entanglement] one but
rather the characteristic trait of quantum mechanics, the one that
enforces its entire departure from classical lines of thought.”
47. Estados Emaranhados
Considere os estados de 2-qubits:
|ψ 〉 = 1/√2(|00 〉 + |11 〉 ) e |ϕ 〉 = 1/√2(|00 〉 +
|01 〉 )
|ϕ 〉 é composto do produto tensorial |0 〉 ⊗ 1/√2(|0 〉 +|1 〉 )
Medição do segundo qubit resultará em |0 〉 ou |1 〉 com uma probabilidade ½
para cada resultado, independente de o primeiro qubit ser medido ou não. Medição
do primeiro dará sempre |0 〉
|ψ 〉 não pode ser decomposto em um produto de dois outros qubits
É um estado emaranhado!!.
A medição do primeiro determina completamente o resultado do
segundo.
49. Emaranhamento("entanglement")
• Um experimento usa luz para provocar um
emaranhamento entre dois átomos.
• Dois átomos de itérbio para funcionar como
qubits.
• Excitaram os dois átomos induzindo elétrons
a passar para um estado mais baixo de
energia e emitir um fóton.
• Os átomos de itérbio são capazes de emitir
dois tipos de fótons, cada um com um
comprimento de onda diferente.
• Cada fóton está entrelaçado com seu átomo.
• Manipulando os fótons emitidos por cada um
dos átomos e guiando-os para interagir no
interior de uma fibra óptica, os pesquisadores
conseguiram detectar o choque dos dois e
entrelaçar os dois átomos.
Entanglement of single-atom quantum bits at a distance
D. L. Moehring, P. Maunz, S. Olmschenk, K. C. Younge, D. N. Matsukevich, L.-M.
Duan, C. Monroe
Nature
6 September 2007
Vol.: 449, 68-71
DOI: 10.1038/nature06118
50. Cópia (Cloning)
Estados quânticos não podem ser copiados ou clonados!
Prova: Assuma uma transformação unitária U tal que U a 〉 0 〉
= a 〉 a .〉
Sejam a 〉 e b 〉 estados ortogonais e
U a 〉 0 〉 = a 〉 a 〉 e U b 〉 0 〉 = b 〉 b 〉
Considere agora c 〉 = 1/√2( a 〉 + b 〉 )
Por linearidade,
U c 〉 0 〉 = 1/√2(U a 〉 0 〉 + U b 〉 0 〉 ) = 1/√2( a 〉 a 〉 + b 〉
b 〉 )
Mas se U é uma transformação de cópia
U c 〉 0 〉 = c 〉 c 〉 = 1/√2( a 〉 + b 〉 ) ⊗ 1/√2( a 〉 +
b 〉 )
= ½ ( a 〉 a 〉 + a 〉 b 〉 + a 〉 b 〉 + b 〉 b 〉 )
Contradição!!
alalalalalalalalalal
52. Probabilidade?
Suponha que ao compor duas destas máquina obtemos
uma máquina inversora de 0s e 1s
Como pode? Não me pergunto como, mas posso mostrar que ...
58. Exemplo: Problema de Deutsch’s
Caixa preta Reversível
Caixa preta Quântica
Determinar se uma função f dada é constante ou balanceada.
Dada uma caixa preta computando f :{0,1} {0,1}→
Classicamente precisamos avaliar ambos f(0) e f(1)
Quanticamente precisamos apenas avaliar f uma única vez!
61. Algoritmo Quântico para o problema de Deutsch
H H
Paralelismo quântico
Problema de Pesquisa:
O que faz computadores
quânticos serem tão poderosos?
f constante ⇒todas as amplitudes em |0 〉
f balanceada ⇒todas as amplitudes em |1 〉
→(−1) f (0)
(|0 −|〉 1 〉 ) + (−1) f (1)
(|0 −|1〉 〉 )
62. Beam us up Scotty!
…
How do I do that?
Here´s is the code
66. Os detalhes ... (3)
Aplicando Hadamard ao primeiro qubit de Alice:
resulta em:
Nao esqueça que Bob está com o terceiro qubit!
67. Os detalhes ... (4)
Alice mede seu par de qubits, onde o sistema
reescrito está em:
e Bob pode aplicar (resp.) I, X, Z e ZX ao resultado
para obetr o estado original.
Como saber o que aplicar?
68. Os detalhes ... (5)
Alice telefone, etc por um cana clássico a Bob
informando o resultado de sua medição!
69. Busca Desestruturada de Grover
Dada uma lista desetruturada de tamanho N e uma proposição
P, encontre um x tal que P(x) seja verdadeiro
Seja UP a porta quântica que implementa a função booleana
P(x) e n tal que 2n
≥ N.
UP : |x,0> |x,P(x)>
UP operando na superposição de todos os estados da base
dá:
1/√2n
∑|x,P(x)>
N-1
i=0
Se existe único estado tal que P(x)=1, a probailidade de obter
este estado após medição é apenas 1/√2n
Precisamos aumentar isto!!!
(verdadeiro)
70.
71. Algoritmo de Shor
• Para fatorar N encontre x coprimo com N.
• Usa computador quântico encontrar r tal que xr
= 1 mod N.
• Se r é par, então mcd(xr/2
+1, xr/2
-1, N) é um fator de N que
podemos encontrar com o algoritmo de Euclides.
72. • Para fatorar N = 1295 seja x coprimo com N, e.g.,
x = 6.
• Use um computador quântico para encontrar r tal
que 6r
= 1 mod 1295. r = 4.
• Se r é par, então mcd(64/2
-1, 64/2
+1, 1295) = mcd(35,
37, 1295) é um fator de N que podemos encontrar
com o algoritmo Euclides. 1295 = 5 ⋅ 7 ⋅ 37.
Algoritmo de Shor (exemplo)
73.
74.
75.
76. Conclusões
• QC possui grande potencial
– Capacidade de um paralelismo exponencial
– Capacidade exponencial de armazenamento de
dados um espaço extremamente pequeno
• É possível utilizar:
– portas lógicas (quânticas)
– circuitos lógicos (quânticos)
78. Conclusões
• São necessários aperfeiçoamentos
– Nos instrumentos de indução das transformações
(RMN, laser)
– Necessidade de controle dos erros (melhorar as
formas de isolamento e interação com o sistema
quântico)
79. Conclusões
• Talvez a criação de um PC Quântico seja
muito complexa
• Solução: utilizar a computação quântica em
componentes de um PC
80. Meu interesse atual
• RAMs quânticas
• Programmable gates arrays
• Redes Neurais Quânticas (sem pesos)
• Quantum Computing + Chaos ==> resolvendo problemas
NP-completos em tempo polinomial.
• Modelos discretos da geometria differencial
(gravidade quântica) ==> Hypercomputação(?)
• Computação Relativística ==> Hypercomputação!
81. Referência
(por ordem de relevância)
1. Noson S. Yanofsky; Mirco A. Mannucci: Quantum Computing
for Computer Scientists. Cambridge University Press, 2008,
ISBN 978-0-521-87996-5
2. David McMahon: Quantum Computing Explained. Wiley-
Interscience, Hoboken, New Jersey, USA, 2008, ISBN 978-0-
470-09699-4
3. N. David Mermin: Quantum Computer Science - An Introduc-
tion. Cambridge University Press, New York, USA, 2007, ISBN
978-0-521-87658-2
4. Alexei Yu. Kitaev, Alexander H. Shen e Mikhail N. Vyalyi:
Classical and Quantum Computation. Graduate Studies in
Mathematics, vol 47, AMS, 2002. ISBN 0-8218-3229-8
Notas do Editor
Recall that entanglement involves two or more separated parties, (picture) who, for convenience, I’ll call Alice and Bob, although of course, any labels will do. Imagine that Alice and Bob each have possession of a spin one half particle, (pictures) and that the joint system is in the state which is an equal superposition of up up and down down. (picture) A little undergraduate algebra shows that this apparently innocuous state has the remarkable property that it cannot be written as a product of states of Alice’s system alone with Bob’s system alone. Thus, in some sense, this quantum system cannot be understood in terms of its components, but rather must be understood as a single, indivisible entity. Erwin Schroedinger, who first explicitly pointed this property of entanglement out, was so impressed by it that he commented (picture) that he would not call entanglement one , but rather the characteristic trait of quantum mechanics, the one that enforces its entire departure from classical lines of thought.