Моделирование квантовых вычислений на классическом компьютере

Abstract

Квантовые вычисления считаются будущим вычислительной техники. Давая экспоненциальный выигрыш в скорости решения самых востребованных NP задач, а также открывая возможности в построении систем искусственного интеллекта, криптографии и распознавания образов, квантовые алгоритмы сейчас не используются только по причине отсутствия собственно квантового компь-ютера. Это препятствие уже в ближайшее время может быть преодолено, поскольку ведущие компании мира вкладывают огромные ресурсы в разработки в этом направлении и первые резуль-таты есть уже во многих странах, в том числе и в России. Среди известных квантовых алгоритмов особое место занимают алгоритмы нахождения по-рядка и факторизации. Ввиду их важности в вопросах информационной безопасности, возникает вопрос о тестировании и модификации этих алгоритмов для прикладных задач на классическом компьютере. Успешное испытание квантового алгоритма на классическом компьютере делает его готовым к применению на квантовом устройстве незамедлительно после его появления. В настоящей работе построены представления состояний кубита и операций над ними, позволяющие моделировать простейшие квантовые алгоритмы на классическом компьютере с заданной точностью.