Προγραμματισμός Αλγορίθμων στον Κβαντικό Υπολογιστή της ΙΒΜ

Programming Algorithms in IBM's Quantum Computer (Αγγλική)

  1. Bachelor’s thesis
  2. ΠΛΟΥΣΑΚΗΣ, ΜΙΧΑΗΛ
  3. Πληροφορική (ΠΛΗ)
  4. 17 Ιουλίου 2021 [2021-07-17]
  5. Ελληνικά
  6. 145
  7. Σγάρμπας, Κυριάκος
  8. Ταμπακάς, Βασίλειος | Κωτσιαντής, Σωτήριος
  9. προγραμματισμός | αλγόριθμος | κβαντικός υπολογιστής | κβαντικός αλγόριθμος | IBM | quantum computing | quantum algorith | Shor | Grover | κβαντική υπολογιστική
  10. 1
  11. 2
  12. 9
  13. Περιέχει: πίνακες, σχήματα, εικόνες
    • Αντικείμενο της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι η παρουσίαση της αρχής λειτουργίας και υλοποίησης ενός προγραμματιστικού αλγορίθμου σε κβαντικό υπολογιστή της IBM. Αρχικά θα πρέπει να αναφερθεί ότι η ενασχόληση με το παρών αντικείμενο, δηλαδή τον προγραμματισμό αλγορίθμων σε κβαντικό υπολογιστή, προήλθε από την παρατήρηση ότι πλέον ένα υπολογιστικό σύστημα, όσο σύγχρονο και να είναι, περιορίζεται στις δυνατότητές του καθώς αδυνατεί να εκμεταλλευτεί κάποιες πολύ χρήσιμες ιδιότητες της κβαντομηχανικής. Υπάρχουν προκλήσεις που τα σημερινά συστήματα δεν θα μπορέσουν ποτέ να επιλύσουν. Για προβλήματα πάνω από ένα ορισμένο μέγεθος και πολυπλοκότητα, δεν έχουμε αρκετή υπολογιστική ισχύ με τα κλασσικά υπολογιστικά συστήματα για την αντιμετώπισή τους. Για αυτό το λόγο, στην παρούσα εργασία, θα προσπαθήσουμε με την βοήθεια του κβαντικού υπολογιστή της ΙΒΜ να προγραμματίσουμε ορισμένους γνωστούς αλγόριθμους, όπως είναι ο αλγόριθμος του Grover για τη διερεύνηση μη δομημένων βάσεων δεδομένων, και ο αλγόριθμος του Shor για την εύρεση της περιόδου περιοδικών συναρτήσεων και για την ανάλυση ενός αριθμού σε γινόμενο πρώτων παραγόντων. Παράλληλα, θα δοκιμάσουμε να δημιουργήσουμε έναν αλγόριθμο για την επίλυση ενός πρωτότυπου προβλήματος όπως για παράδειγμα την επίλυση ενός προβλήματος Sudoku 2x2. Τα προβλήματα αυτά αδυνατούν να λυθούν από ένα κλασσικό υπολογιστικό σύστημα σε εύλογο χρονικό διάστημα. Ως αποτέλεσμα, η χρήση της κβαντικής υπολογιστικής θα αποτελέσει ένα εργαλείο το οποίο θα μας βοηθήσει να επιλύσουμε τέτοιου είδους προβλήματα σε πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα από αυτό που θα απαιτούνταν με έναν κλασσικό ηλεκτρονικό υπολογιστή.
    • The scope of the present thesis is to present the principle of operation and implementation of a programming algorithm on an IBM quantum computer. First of all, it should be noted that the involvement with this object, i.e. the programming of algorithms in a quantum computer, came from the observation that now a computer system, however modern, is limited to its capabilities as it is unable to exploit some very useful properties of quantum mechanics. There are challenges that today's systems will never be able to solve. For problems over a certain size and complexity, we don't have enough computing power with classic computing systems to deal with them. For this reason, in this paper, we will try with the help of IBM's quantum computer to program certain known algorithms, such as Grover's algorithm for investigating unstructured databases, and Shor's algorithm for finding the period of periodic functions and analyzing a number in a raw factor product. At the same time, we will try to create an algorithm to solve an original problem such as solving a Sudoku 2x2 problem. These problems cannot be solved by a classical computer system in a reasonable period of time. As a result, the use of quantum computing will become a tool that will help us solve such problems in a much shorter period of time than the time that would be required with a classic computer.
  15. Hellenic Open University
  16. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.