Читать онлайн «Введение в теорию квантовых вычислений. Кн.2»
Автор Яковлев В.П.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)
С. Д. Кулик, А. В. Берков, В. П. Яковлев
ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ
КВАНТОВЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ
(методы квантовой механики в кибернетике)
Книга 2
Рекомендовано УМО “Ядерные физика и технологии”
в качестве учебного пособия
для студентов высших учебных заведений
Москва 2008
УДК 530. 145:007(075)
ББК 22. 31я7+32. 81я7
К 90
Кулик С. Д. , Берков А. В. , Яковлев В. П. Введение в теорию квантовых
вычислений (методы квантовой механики в кибернетике): учебное
пособие. – В 2 кн. – Кн. 2. – М. : МИФИ, 2008. –532 с. Изложены основные понятия и методы теории квантовых вычис-
лений — новой дисциплины, сформировавшейся на стыке квантовой ме-
ханики и кибернетики. Представлены начальные основы квантовой схемо-
техники. На многочисленных примерах детально рассмотрены основные
идеи, а также даны решения задач прямого и обратного анализа квантовой
схемы и задачи синтеза квантовой схемы, удовлетворяющей требуемым
условиям. Пособие в основном ориентировано на студентов МИФИ кафедр “Тео-
ретическая ядерная физика” и “Управляющие интеллектуальные систе-
мы”, изучающих не только квантовую механику, но и теорию принятия
решений, и схемотехнику вычислительных устройств. В первой книге представлены начала волновой кибернетики, отра-
жающие важные сведения из классической кибернетики, необходимые для
понимания квантовых вычислений. Во второй книге представлены основы квантовых вычислений. Пособие подготовлено в рамках Инновационной образовательной
программы. Рецензент
д-р физ. -мат. наук, профессор С. Г. Рубин
ISBN 978-5-7262-0976-0
ISBN 978-5-7262-0997-5 (кн. 2)
© Московский инженерно-физический институт
(государственный университет), 2008
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
1. Основные понятия квантовой механики ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
1. 1. Почему возникла квантовая механика? ... ... ... ... ... ... ... . . 11
1. 2. Поляризация фотонов. Основные принципы ... ... ... ... . . 13
1. 3. Фундаментальные принципы квантовой механики... . 16
1. 4. Кэт-пространство ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 17
1. 5. Бра-пространство ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... . 22
1. 6. Операторы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 27
1. 7. Внешнее произведение... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 30
1. 8. Собственные значения и собственные векторы... ... ... . 31
1. 9. Наблюдаемые ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 32
1. 10. Измерения... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 35
1. 11. Средние значения... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 38
1. 12.
