СУЧАСНІ ІННОВАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ ТА МЕТОДИКА ПРОФЕСІЙНОГО НАВЧАННЯ КВАНТОВИХ КОМП’ЮТЕРІВ

Анотація

Стаття присвячена актуальній проблемі методики навчання здобувачів освіти сучасним основам інформаційно-комп’ютерної науки. Коротко розглянуто внесок українських учених у розвиток електронно-обчислювальних машин, програмування та методику їхнього навчання, перспективи подальших досліджень.

У природничих науках широко використовуються елементарні одиниці для різних вимірювань. Зокрема, постійна Планка є найменшою порцією, квантом енергії, квантом дії, яка використовується у квантовій механіці. З курсу фізики також відомо, що найменшою порцією енергії у класичній механіці є енергія, що приходиться на одну ступінь вільності. Логічно створені математичні моделі та теорії опису відповідних властивостей матерії з використанням вказаних одиниць.

Аналогічно зроблено акцент на з’ясуванні різниці між класичним комп’ютером і квантовими одиницями інформації. Розкрито поняття «біт інформації», «кубіт» та «тріт» і в залежності від визначених одиниць інформації виокремлені види комп’ютерів: класичний та квантовий.

Поняття кубіт та тріт розглядаються в основному як математична сутність, і не акцентується увага на зміст фізики квантових об’єктів, приводиться порівняння вказаних одиниць квантової інформації з традиційним бітом інформації у квантовому світі. Проведенно історико-генетичний аналіз реєстрів елементарно-логічних систем, теоретичне дослідження принципів суперпозиції та взаємодії між квантовими станами, проаналізовано експериментальні методики реалізації кубітів та їх зв’язків.

Важливою галуззю для використання квантових комп’ютерів є криптологія, для вирішення задач якої вже створено метод Гровера. Квантовим алгоритмом Гровера можна у несортованій базі даних з 2nN здійснити швидкий пошук необхідного елементу (n – довжина пошукового простору квантового реєстру – кількість кубітів у ньому; N – розмір пошукового простору).

Проте хоч квантовий симулятор і дає високу ймовірність правильного результату, експериментальні дослідження показують і великі розходження. Тому є проблема для подальших досліджень. Квантові комп’ютери можуть впливати один на другий завдяки явищу заплутаності.