Хронологія квантових обчислень

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Ця стаття — хронологія квантових обчислень.

1970-ті[ред.ред. код]

1970[ред.ред. код]

1973[ред.ред. код]

1975[ред.ред. код]

  • У роботі Романа Поплавського показується, що внаслідок принципу суперпозиції неможливо моделювати квантові системи на класичному комп'ютері[4].

1976[ред.ред. код]

  • Польський математик і фізик Роман Станіслав Інґарден публікує важливу роботу, яка є однією з перших спроб побудувати квантову теорію інформації[5]. У цій роботі показано, що хоча теорію інформації Шеннона неможливо безпосередньо узагальнити на квантовий випадок, можна побудувати квантову теорію інформації на основі формалізму квантової механіки відкритих систем і узагальненої концепції спостережуваних (т.з. напівспостережувані, semi-observables). Така квантова теорія інформації буде узагальненням теорії Шеннона.

1980-ті[ред.ред. код]

1980[ред.ред. код]

1981[ред.ред. код]

  • Річард Фейнман у своїй промові на Першій конференції з фізики обчислень, що відбулася в травні в МТІ, зазначає, що неможливо ефективно моделювати еволюцію квантової системи на класичному комп'ютері. Він пропонує просту модель квантового комп'ютера, який буде спроможний виконувати таке моделювання[9][10].

1982[ред.ред. код]

1984[ред.ред. код]

1985[ред.ред. код]

1990-ті[ред.ред. код]

1991[ред.ред. код]

1993[ред.ред. код]

1994[ред.ред. код]

1995[ред.ред. код]

1996[ред.ред. код]

1997[ред.ред. код]

1998[ред.ред. код]

1999[ред.ред. код]

  • Вперше демонструються трикубітний квантовий комп'ютер і експериментальна реалізація на ньому алгоритма Ґровера[32].
  • Семюел Браунштейн із співробітниками показують відсутність переплутаності змішаних станів у будь-яких експериментах із об'ємним ЯМР. Наявність переплутаності чистих станів — необхідна умова для квантового прискорювання обчислень, тому це давало привід вважати ЯМР-комп'ютер у кращому випадку класичним симулятором квантового комп'ютера. Але доти питання про необхідність переплутаності змішаних станів для прискорювання обчислень залишалося відкритим[33].

2000-ні[ред.ред. код]

2000[ред.ред. код]

2001[ред.ред. код]

  • У Дослідницькому центрі IBM Альмаден і Стенфордському університеті вперше реалізується алгоритм Шора[37]. Вдалося факторизувати число 15 (розкладено на множники 5 • 3) за допомогою 1018 однакових молекул, кожна з яких містила сім активних ядерних спінів.
  • Ной Лінден і Санду Попеску показують, що для роботи великої частини квантових протоколів необхідна квантова перплутаність[38]. Цей результат (разом із роботою Браунштейна 1999 року[33]) поставив під сумнів обґрунтованість квантових обчислень на ЯМР-комп'ютерах.
  • Емануель Нілл, Реймонд Лафламм і Жерар Мілберн доводять можливість оптичних квантових обчислень із використанням джерел поодиноких фотонів, лінійних оптичних елементів і детекторів поодиноких фотонів, відкривши тим самим нову область для експериментального втілення квантових обчислень[39].

2002[ред.ред. код]

  • ARDA публікує першу версію дорожньої карти квантових обчислень (Quantum computation roadmap).

2003[ред.ред. код]

2004[ред.ред. код]

2005[ред.ред. код]

2006[ред.ред. код]

  • Джон Мортон і Саймон Бенджамін із факультету матеріалознавства Оксфордського університета продемонстрували «скорострільний» метод корекції квантових помилок (bang-bang method) на замкненому у С60-фулерені кубіті: кубіт неодноразово обстрілюється мікрохвильовим імпульсом, що повністю змінює характер взаємодії кубіта із середовищем, але дозволяє зберегти стан кубіта[52].
  • Дослідники з Іллінойського університету в Урбана-Шампейн використовують квантовий ефект Зенона, здійснюючи повторювані вимірювання властивостей фотона для поступової їх зміни, що фактично не дозволяє фотонові виконувати потрібний алгоритм, для пошуку у базі даних без власне «запуску» квантового комп'ютера[53].
  • Влатко Вєдрал із університета Лідса разом із колегами з університету Порту та Віденського університету виявили, що фотони у звичайному лазері можна заплутати за допомоги вібрацій макроскопічного дзеркала (незалежно від температури дзеркала)[54].
  • Семюел Браунштейн із Йоркського університету разом із дослідниками з Токійського університету та Агенції з науки та технологій Японії вперше провів експериментальну демонстрацію квантового телеклонування[55].
  • Співробітники Шеффілдського університету розробили метод високоефективного генерування та керування окремими фотонами за кімнатної температури[56].
  • Група Джона Мартініса з Каліфорнійського університету розробила новий метод корекції квантових помилок для комп'ютера на джозефсонівських контактах[57].
  • Реймонд Лафламм із колегами з університету Ватерлоо, МТІ та Інституту теоретичної фізики Периметр протестували перший 12-кубітний квантовий комп'ютер[58].
  • Девід Вайнленд із співробітниками розробили двовимірну йонну пастку[59].
  • Важливий крок до створення квантових вентилів: групі співробітників Боннського університета під керуванням Арно Раушенбойтеля та Дітера Мешеда вперше вдалося вишикувати сім атомів у стійку пряму лінію за допомоги лазерного пінцета[60].
  • Група Лівена Вандерсайпена з Делфтського технологічного університету (Нідерланди) сконструювала прилад для керування електронними станами «спін вниз» та «спін вгору» у квантових точках[61].
  • Групою Чжиміна Вана та Ґреґорі Саламо з Арканзаського університету створено молекули з квантових точок[62].
  • Дімітрій Кульчер, Роланд Уінклер та Крістіан Лехнер розробляють нову теорію, яка демонструє можливість контролювання спіну частинки без використання надпровідних магнітів, що стає важливим кроком у розвитку спінтроніки та побудові квантового комп'ютера[63].
  • Група Юджина Ползіка з Копенгагенського університету реалізовує квантову телепортацію між фотонами та атомами[64].
  • Сет Ллойд разом із колегами з університету Камерино розвивають теорію заплутаності макроскопічних об'єктів, яка дає можливість використання «ретрансляторів» (quantum repeaters) у квантовому комп'ютері[65].
  • Тай-Чан Чіан із Іллінойського університету в Урбана-Шампейн показує існування квантової когеренції в несумірних електронних системах[66].
  • Група Крістофа Боема з університету Юти демонструє для фосфор-кремнієвого квантового комп'ютера можливість зчитування даних, що закодовані в ядерних спінах[67].

Виноски[ред.ред. код]

  1. Wiesner S. Conjugate Coding // ACM Sigact News, 15 (1983) (1) С. 78-88.
  2. Холево А. С. Некоторые оценки для количества информации, передаваемого квантовым каналом связи // Проблемы передачи информации, 9 (1973) (3) С. 3-11.
  3. Bennett C. H. Logical Reversibility of Computation // IBM J. Res. Develop, 17 (1973) С. 525-532. (рос. переклад: Беннетт Ч. Логическая обратимость вычислений // Квантовый компьютер и квантовые вычисления (том 2). — Ижевск: РХД, 1999. — 288 с.)
  4. Поплавский Р. П. Термодинамические модели информационных процессов // УФН, 115 (1975) (3) С. 465-501.
  5. Ingarden R. S. Quantum Information Theory // Reports on Mathematical Physics, 10 (1976) С. 43-72.
  6. Манин Ю. И. Вычислимое и невычислимое. — М.: Советское радио, 1980. — С. 15.
  7. Toffoli T. Reversible Computing // Tech. Memo MIT/LCS/TM-151, MIT Lab. for Comp. Sci, (1980).
  8. de Bakker J., van Leeuwen J. Automata, Languages and Programming. Seventh Colloquium Noordwijkerhout, the Netherlands July 14–18, 1980. — Springer, 1980.
  9. Feynman R. Simulating physics with computers // International Journal of Theoretical Physics, 21 (1982) (6-7) С. 467-488. (рос. переклад: Фейнман Р. Моделирование физики на компьютерах // Квантовый компьютер и квантовые вычисления (том 2). — Ижевск: РХД, 1999. — 288 с.)
  10. Feynman R. Quantum mechanical computers // Foundations of Physics, 16 (1986) (6) С. 507-531. (рос. переклад: Фейнман Р. Квантовомеханические компьютеры // Квантовый компьютер и квантовые вычисления (том 2). — Ижевск: РХД, 1999. — 288 с.)
  11. Benioff P. Quantum mechanical hamiltonian models of turing machines // Journal of Statistical Physics, 29 (1982) (3) С. 515-546. (рос. переклад: Бенёв П. Квантовомеханические гамильтоновы модели машин Тьюринга // Квантовый компьютер и квантовые вычисления (том 2). — Ижевск: РХД, 1999. — 288 с.)
  12. Wootters W. K., Zurek W. H. A single quantum cannot be cloned // Nature, 299 (1982) С. 802-803.
  13. Dieks D. Communication by EPR devices // Physics Letters A, 92 (1982) (6) С. 271-272.
  14. Bennett C. H., Brassard G. Quantum Cryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing // Proceedings of the International Conference on Computers, Systems and Signal Processing (Bangalore, India, December 1984), С. 175-179.
  15. Deutsch D. Quantum Theory, the Church-Turing Principle and the Universal Quantum Computer // Proc. R. Soc. Lond A, 400 (1985) С. 97-117. (рос. переклад: Дойч Д. Квантовая теория, принцип Чёрча-Тьюринга и универсальный квантовый компьютер // Квантовый компьютер и квантовые вычисления (том 2). — Ижевск: РХД, 1999. — 288 с.)
  16. Ekert A. Quantum Cryptography Based on Bell's Theorem // Phys. Rev. Lett, 67 (1991) (6) С. 661-663.
  17. Simon D. R. On the power of quantum computation // Foundations of Computer Science, 1994 Proceedings., 35th Annual Symposium, С. 116-123.
  18. Shor P. Polynomial-Time Algorithms for Prime Factorization and Discrete Logarithms on a Quantum Computer // SIAM J. Comput, 26 (1997) (5) С. 1484-1509. (рос. переклад: Шор П. Полиномиальные по времени алгоритмы разложения числа на простые множители и нахождения дискретного логарифма для квантового компьютера // Квантовый компьютер и квантовые вычисления (том 2). — Ижевск: РХД, 1999. — 288 с.)
  19. Cirac J. I., Zoller P. Quantum Computations with Cold Trapped Ions // Phys. Rev. Lett, 74 (1995) (20) С. 4091-4094.
  20. Calderbank A. R., Shor P. Good quantum error correcting codes exist // Phys. Rev. A, 54 (1996) (2) С. 1098-1105.
  21. Steane A. Error Correcting Codes in Quantum Theory // Phys. Rev. Lett, 77 (1996) (5) С. 793-797.
  22. Стин Э. Квантовые вычисления. — Ижевск: РХД, 2000. — 112 с.
  23. Monroe C., Meekhof D. M., King B. E., Itano W. M., Wineland D. J. Demonstration of a Fundamental Quantum Logic Gate // Phys. Rev. Lett, 75 (1995) (25) С. 4714-4717.
  24. Grover L. K. A fast quantum mechanical algorithm for database search // STOC '96 Proceedings of the twenty-eighth annual ACM symposium on Theory of computing, С. 212-219.
  25. DiVincenzo D. P. Topics in Quantum Computers // arXiv:cond-mat/9612126, (1996).
  26. Cory D., Fahmy A., Havel T. Ensemble quantum computing by NMR spectroscopy // PNAS, 94 (1997) (5) С. 1634-1639.
  27. Gershenfeld N., Chuang I. Bulk Spin-Resonance Quantum Computation // Science, 275 (1997) (5298) С. 350-356.
  28. Kitaev A. Yu. Fault-tolerant quantum computation by anyons // arXiv:quant-ph/9707021v1, (1997).
  29. Loss D., DiVincenzo D. Quantum computation with quantum dots // Phys. Rev. A, 57 (1998) (1) С. 120-126.
  30. Jones J. A., Mosca M. Implementation of a quantum algorithm on a nuclear magnetic resonance quantum computer // J. Chem. Phys, 109 (1998) (5) С. 1648-1653. (arXiv: quant-ph/9801027)
  31. Chuang I. L., Vandersypen L. M. K., Zhou X., Leung D. W., Lloyd S. Experimental realization of a quantum algorithm // Nature, 393 (1998) С. 143-146. (arXiv: quant-ph/9801037)
  32. Vandersypen L. M. K., Steffen M., Sherwood M. H., Yannoni C. S., Breyta G., Chuang I. L. Implementation of a three-quantum-bit search algorithm // Applied Physics Letters, 76 (2000) (5) С. 646-648. (arXiv: quant-ph/9910075)
  33. а б Braunstein S. L., Caves C. M., Jozsa R., Linden N., Popescu S., Schack R. Separability of Very Noisy Mixed States and Implications for NMR Quantum Computing // Phys. Rev. Lett, 83 (1999) (5) С. 1054-1057.
  34. Marx R., Fahmy A. F., Myers J. M., Bermel W., Glaser S. J. Approaching Five-Bit NMR Quantum Computing // Phys. Rev. A, 62 (2000) (1) С. 012310. (arXiv: quant-ph/9905087)
  35. Vandersypen L. M. K., Steffen M., Breyta G., Yannoni C. S., Cleve R., Chuang I. L. Experimental Realization of an Order-Finding Algorithm with an NMR Quantum Computer // Phys. Rev. Lett, 85 (2000) (25) С. 5452-5455. (arXiv: quant-ph/0007017)
  36. Knill E., Laflamme R., Martinez R., Tseng C.-H. An algorithmic benchmark for quantum information processing // Nature, 404 (2000) С. 368-370.
  37. Vandersypen L. M. K., Steffen M., Breyta G., Yannoni C. S., Sherwood M. H., Chuang I. L. Experimental realization of Shor's quantum factoring algorithm using nuclear magnetic resonance // Nature, 414 (2001) С. 883-887. (arXiv: quant-ph/0112176)
  38. Linden N., Popescu S. Good Dynamics versus Bad Kinematics: Is Entanglement Needed for Quantum Computation? // Phys. Rev. Lett, 87 (2001) (4) С. 047901. (arXiv: quant-ph/9906008)
  39. Knill E., Laflamme R., Milburn G. J. A scheme for efficient quantum computation with linear optics // Nature, 409 (2001) С. 46-52.
  40. Pittman T. B., Fitch M. J., Jacobs B. C., Franson J. D. Experimental controlled-not logic gate for single photons in the coincidence basis // Phys. Rev. A, 68 (2003) (3) С. 032316.
  41. O'Brien J. L., Pryde G. J., White A. G., Ralph T. C., Branning D. Demonstration of an all-optical quantum controlled-NOT gate // Nature, 426 (2003) С. 264-267.
  42. Elliot C. The DARPA Quantum Network // arXiv:quant-ph/0412029, (2004).
  43. Anwar M. S., Jones J. A., Blazina D., Duckett S. B., Carteret H. A. Implementation of NMR quantum computation with parahydrogen-derived high-purity quantum states // Phys. Rev. A, 70 (2004) (3) С. 032324.
  44. Anwar M. S., Blazina D., Carteret H. A., Duckett S. B., Halstead T. K., Jones J. A., Kozak C. M., Taylor R. J. K. Preparing High Purity Initial States for Nuclear Magnetic Resonance Quantum Computing // Phys. Rev. Lett, 93 (2004) (4) С. 040501.
  45. Barreiro J. T., Langford N. K., Peters N. A., Kwiat P. G. Generation of Hyperentangled Photon Pairs // Phys. Rev. Lett, 95 (2005) (26) С. 260501.
  46. Dumé B. Breakthrough for quantum measurement // Physicsworld.com
  47. Sillanpää M. A., Lehtinen T., Paila A., Makhlin Yu., Roschier L., Hakonen P. J. Direct Observation of Josephson Capacitance // Phys. Rev. Lett, 95 (2005) (20) С. 206806.
  48. Duty T., Johansson G., Bladh K., Gunnarsson D., Wilson C., Delsing P. Observation of Quantum Capacitance in the Cooper-Pair Transistor // Phys. Rev. Lett, 95 (2005) (20) С. 206807.
  49. Häffner H., Hänsel W., Roos C. F., Benhelm J., Chek-al-kar D., Chwalla M., Körber T., Rapol U. D., Riebe M., Schmidt P. O., Becher C., Gühne O., Dür W., Blatt R. Scalable multiparticle entanglement of trapped ions // Nature, 438 (2005) С. 643-646.
  50. Eisaman M. D., André A., Massou F., Fleischhauer M., Zibrov A. S., Lukin M. D. Electromagnetically induced transparency with tunable single-photon pulses // Nature, 438 (2005) С. 837-841.
  51. Chanelière T., Matsukevich D. N., Jenkins S. D., Lan S.-Y., Kennedy T. A. B., Kuzmich A. Storage and retrieval of single photons transmitted between remote quantum memories // Nature, 438 (2005) С. 833-836. (arXiv: quant-ph/0511014)
  52. Morton J. J. L., Tyryshkin A. M., Ardavan A., Benjamin S. C., Porfyrakis K., Lyon S. A., Briggs G. A. D. Bang–bang control of fullerene qubits using ultrafast phase gates // Nature Physics, 2 (2006) С. 40-43.
  53. Dowling J. P. Quantum information: To compute or not to compute? // Nature, 439 (2006) С. 919-920.
  54. Ferreira A., Guerreiro A., Vedral V. Macroscopic Thermal Entanglement Due to Radiation Pressure // Phys. Rev. Letters, 96 (2006) С. 060407.
  55. Koike S., Takahashi H., Yonezawa H., Takei N., Braunstein S. L., Aoki T., Furusawa A. Demonstration of quantum telecloning of optical coherent states // Phys. Rev. Letters, 96 (2006) С. 060504.
  56. Adawi A. M., Cadby A., Connolly L. G., Hung W.-C., Dean R., Tahraoui A., Fox A. M., Cullis A. G., Sanvitto D., Skolnick M. S., Lidzey D. G. Spontaneous Emission Control in Micropillar Cavities Containing a Fluorescent Molecular Dye // Advanced Materials, 18 (2006) (6) С. 727-747.
  57. Katz N., Ansmann M., Bialczak R. C., Lucero E., McDermott R., Neeley M., Steffen M., Weig E. M., Cleland A. N., Martinis J. M., Korotkov A. N. Coherent State Evolution in a Superconducting Qubit from Partial-Collapse Measurement // Science, 312 (2006) (5779) С. 1498-1500.
  58. Negrevergne C., Mahesh T. S., Ryan C. A., Ditty M., Cyr-Racine F., Power W., Boulant N, Havel T., Cory D. G., Laflamme R. Benchmarking Quantum Control Methods on a 12-Qubit System // Phys. Rev. Letters, 96 (2006) С. 170501.
  59. Seidelin S., Chiaverini J., Reichle R., Bollinger J. J., Leibfried D., Britton J., Wesenberg J. H., Blakestad R. B., Epstein R. J., Hume D. B., Itano W. M., Jost J. D., Langer C., Ozeri R., Shiga N., Wineland D. J. Microfabricated Surface-Electrode Ion Trap for Scalable Quantum Information Processing // Phys. Rev. Letters, 96 (2006) С. 253003.
  60. Miroshnychenko Y., Alt W., Dotsenko I., Förster L., Khudaverdyan M., Meschede D., Schrader D., Rauschenbeutel A. An atom-sorting machine // Nature, 442 (2006) С. 151-154.
  61. Koppens F. H. L., Buizert C., Tielrooij K. J., Vink I. T., Nowack K. C., Meunier T., Kouwenhoven L. P., Vandersypen L. M. K. Driven coherent oscillations of a single electron spin in a quantum dot // Nature, 442 (2006) С. 766-771.
  62. Wang Z. M., Holmes K., Mazur Y. I., Ramsey K. A., Salamo G. J. Self-organization of quantum-dot pairs by high-temperature droplet epitaxy // Nanoscale Research Letters, 1 (2006) С. 57-61.
  63. Culcer D., Lechner C., Winkler R. Spin Precession and Alternating Spin Polarization in Spin-3/2 Hole Systems // Phys. Rev. Letters, 97 (2006) С. 106601.
  64. Sherson J. F., Krauter H., Olsson R. K., Julsgaard B., Hammerer K., Cirac I., Polzik E. S. Quantum teleportation between light and matter // Nature, 443 (2006) С. 557-560.
  65. Pirandola S., Vitali D., Tombesi P., Lloyd S. Macroscopic Entanglement by Entanglement Swapping // Phys. Rev. Letters, 97 (2006) С. 150403. (arXiv: quant-ph/0509119‎)
  66. Speer N. J., Tang S.-J., Miller T., Chiang T.-C. Coherent Electronic Fringe Structure in Incommensurate Silver-Silicon Quantum Wells // Science, 314 (2006) (5800) С. 804-806.
  67. Stegner A. R., Boehme C., Huebl H., Stutzmann M., Lips K., Brandt M. S. Electrical detection of coherent 31P spin quantum states // Nature Physics, 2 (2006) С. 835-838. (arXiv: quant-ph/0607178)


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.