Kvanttietokoneiden aikajana

Tämä on kvanttitietokoneiden aikajana. Sivulla esitellään kvanttitietokoneiden ja kvanttilaskennan kehitystä ja virstanpylväitä.

1960-luku

1968
- Stephen Wiesner keksii konjugaattikoodauksen.^[1]^[2]

1970-luku

1970
- James Park esittää ei-kloonausta teoreeman^[3].
1973
- Alexander Holevo julkaisee kubitteja koskevan artikkelin^[4].
- Charles H. Bennett todistaa, että laskeminen voidaan tehdä käänteisesti^[5].
1975
- R. P. Poplavskii julkaisee artikkelin Informaatioprosessien termodynaamiset mallit (venäjäksi)^[6].
1976
- Puolalainen teoreettinen fyysikko Roman Stanisław Ingarden julkaisi vuonna 1976 Quantum Information Theory -nimisen artikkelin lehdessä Reports on Mathematical Physics^[7].

1980-luku

1980
- Paul Benioff kuvailee kvanttimekaanisen Hamiltonin malliin perustuvan tietokoneen.^[8]
- Juri Manin ehdottaa lyhyesti ideaa kvanttilaskennasta.^[9]
- Tommaso Toffoli esittelee käännettävän Toffoli-portin^[10].
1981
- Richard Feynman luennossaan First Conference on the Physics of Computation, joka pidettiin MIT:ssä toukokuussa huomioi, että vaikutti mahdottomalta simuloida kvanttijärjestelmän tilaa klassisella tietokoneella tehokkaasti. Hän ehdotti kvanttitietokoneiden perusmallia, joka kykenisi tämänlaisiin simulaatioihin.^[11]
1988
- Yoshihisa Yamamoto ja K. Igeta ehdottavat kvanttitietokoneen ensimmäistä fyysistä toteutusta, joka sisältää Feynmanin CNOT-portin^[12].
1989
- Ensimmäinen toimiva kvanttikryptojärjestelmä (Charles Bennet ja Gilles Brassard)^[13]^[14].
- Gerard J. Milburn ehdottaa Fredkinin portin kvanttioptista toteutusta^[15].

1990-luku

1994
- Ensimmäinen suurten etäisyyksien (30 km) jakelu kvanttiavaimilla (Paul Townsed ja Christophe Marand).
- Shorin algoritmi keksitään.
1995
- Kvanttivirheenkorjauskoodia ehdottavat samanaikaisesti Andrew Steane ja Peter Shor.
1998
- Ensimmäinen kokeellinen kahden kubitin kvanttitietokone rakennettaan, jolla testataan kvanttialgoritmeja (MIT, IBM, Oxford, Berkley). Se perustuu NMR-teknologiaan.

2000-luku

2001
- Emanuel Knill, Raymond Laflamme ja Gerard Milburn todistavat, että optisen kvanttitietokoneen rakentaminen on mahdollista yhden fotonin lähteestä.
2007
- D-Wave Systems - niminen kanadalaisyritys sanoi valmistaneensa 28-kubitin kvanttiannelointilaitteen.
2009
- Ensimmäinen ohjelmoitava kvanttitietokone julkistetaan.^[16]

2010-luku

2010
- Kahden fotonin optinen siru.^[17]

2012
- Fyysikot tekevät yhdestä atomista koostuvan transistorin.^[18]
2015
- Kvantti-informaatiota koodattuna yksinkertaisiin elektronipulsseihin.^[19]

2020-luku

2023
- 4.12.2023 IBM esitteli uuden 1121-kubittisen Condor-kvanttiprosessorin, joka on jatkoa aiemmille Osprey- ja Eagle-järjestelmille^[20]^[21]^[22].

Lähteet

↑ Mor, T. and Renner, R.: Preface to Special Issue on Quantum Cryptography. Natural Computing, 2014, 13. vsk, nro 4, s. 447–452. doi:10.1007/s11047-014-9464-3 (englanniksi)
↑ Wiesner, Stephen: Conjugate Coding. SIGACT News, 1983, 15. vsk, nro 1, s. 78–88. doi:10.1145/1008908.1008920 ISSN 0163-5700 S2CID:207155055 (englanniksi)
↑ Park, James: The concept of transition in quantum mechanics. Foundations of Physics, 1970, 1. vsk, nro 1, s. 23–33. doi:10.1007/BF00708652 Bibcode:1970FoPh....1...23P (englanniksi)
↑ Holevo, A. S.: Bounds for the quantity of information transmitted by a quantum communication channel. Problems of Information Transmission, 1973, 9. vsk, nro 3, s. 177–183. (englanniksi)
↑ Bennett, C.: Logical Reversibility of Computation. IBM Journal of Research and Development, 1973, 17. vsk, nro 6, s. 525–532. doi:10.1147/rd.176.0525 (englanniksi)
↑ Poplavskii, R. P.: Thermodynamical models of information processing. Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1975, 115. vsk, nro 3, s. 465–501. doi:10.3367/UFNr.0115.197503d.0465 (venäjäksi)
↑ Ingarden, Roman S.: Quantum information theory. Reports on Mathematical Physics, 1976, 10. vsk, nro 1, s. 43–72. doi:10.1016/0034-4877(76)90005-7 ISSN 0034-4877 Artikkelin verkkoversio. (PDF) Viitattu 27.4.2024. (englanniksi)
↑ Benioff, Paul: The computer as a physical system: A microscopic quantum mechanical Hamiltonian model of computers as represented by Turing machines. Journal of Statistical Physics, 1980, 22. vsk, nro 5, s. 563–591. Journal of Statistical Physics. doi:10.1007/BF01011339 Bibcode:1980JSP....22..563B (englanniksi)
↑ Manin, Juri I.: Вычислимое и невычислимое (Vytšislimoje i nevytšislimoje) (Laskettavissa ja ei-laskettavissa). Sov.Radio, 1980, s. 13–15. Sov.Radio. Teoksen verkkoversio. (Zip) Viitattu 8.11.2015. Arkistoitu 10.5.2013. (venäjäksi)
↑ Toffoli, Tommaso: Reversible computing. (Lecture Notes in Computer Science, arkistoitu 15.4.2010) Automata, Languages and Programming, 1980, 85. vsk, s. 632–644. Noordwijkerhout, Hollanti: Springer Verlag. doi:10.1007/3-540-10003-2_104 ISBN 3-540-10003-2 Artikkelin verkkoversio. (PDF) Viitattu 27.4.2024. Arkistoitu 15.4.2010. (englanniksi)
↑ Feynman, Richard: Simulating Physics with Computers. International Journal of Theoretical Physics, Kesäkuu 1981, 21. vsk, nro 6, s. 467–488. International Journal of Theoretical Physics. PubMed:24948715 doi:10.1007/BF02650179 Bibcode:1982IJTP...21..467F Artikkeli. Viitattu 21.20.2015. (englanniksi)^{[vanhentunut linkki]}
↑ Igeta, K.; Yamamoto, Yoshihisa: Quantum mechanical computers with single atom and photon fields. International Conference on Quantum Electronics (1988), Paper TuI4, 18.7.1988, s. TuI4. Optica Publishing Group. Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
↑ Bennett, Charles H.; Brassard, Gilles: Experimental quantum cryptography: the dawn of a new era for quantum cryptography: the experimental prototype is working. ACM Sigact News, 1989, 20. vsk, nro 4, s. 78-80. Artikkelin verkkoversio. (PDF) (englanniksi)
↑ Bennett, Charles H.; Bessette, François; Brassard, Gilles; Salvail, Louis: Experimental quantum cryptography. J. Cryptology, 1992, 5. vsk, s. 3–28. doi:10.1007/BF00191318 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
↑ Milburn, Gerard J.: Quantum optical Fredkin gate. Physical Review Letters, 1.5.1989, 62. vsk, nro 18, s. 2124–2127. PubMed:10039862 doi:10.1103/PhysRevLett.62.2124 Bibcode:1989PhRvL..62.2124M Artiikkelin verkkoversio. (englanniksi)
↑ Barras, Colin: First universal programmable quantum computer unveiled. New Scientist, 2009. Sov.Radio. Artikkeli. Viitattu 8.11.2015. (englanniksi)
↑ Kurzweil accelerating intelligence: Two-photon optical chip enables more complex quantum computing. Kurzweil accelerating intelligence, 2010. Artikkeli. Viitattu 8.11.2015. (englanniksi)
↑ Martin Fuechsle, Jill A. Miwa, Suddhasatta Mahapatra, Hoon Ryu, Sunhee Lee, Oliver Warschkow, Lloyd C. L. Hollenberg, Gerhard Klimeck & Michelle Y. Simmons: A single-atom transistor. Nature, 2012, 7. vsk, nro 4, s. 242–246. Nature. PubMed:24948715 Artikkeli. Viitattu 8.11.2015. (englanniksi)
↑ Wheelahan, Dan: Breakthrough opens door to affordable quantum computers. UNSW Newsroom, 2015. Artikkeli. Viitattu 8.11.2015. (englanniksi)
↑ McDowell, Steve: IBM Advances Quantum Computing with New Processors & Platforms. Forbes, 5.12.2023. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 27.4.2024. (englanniksi)
↑ Gambetta, Jay: The hardware and software for the era of quantum utility is here. IBM Quantum Computing Blog, 4.12.2023. IBM. Blogi. Viitattu 27.4.2024. (englanniksi)
↑ Gambetta, Jay: IBM’s roadmap for scaling quantum technology. IBM Research Blog, 15.9.2020. Artikkeli. Viitattu 27.4.2024. (englanniksi)

Aiheesta muualla

Männikkö, Timo: Tietotekniikan perusteet – Luento 13 (PDF) (Taustaa kvanttitietokoneisiin ja aikajana) users.jyu.fi. 2002. http://users.jyu.fi/~mannikko/.+Arkistoitu 4.7.2022. Viitattu 8.11.2015.

Kvantti-informaatiotiede

Yleiset

Kvanttiviestintä

Kvanttialgoritmit

Kvanttilaskennan monimutkaisuusteoria

Kvanttilaskennan mallit

Kvanttisuorittimien suorituskykyindikaattorit

Kvanttitilavuus

Dekoherenssin ennaltaehkäisy

Kvanttivirheenkorjaus

Fyysiset toteutustavat

Kvanttioptiikka	Kaviteetti-QED
Erittäin kylmät atomit	Ioniloukku
Spin-pohjaiset	Ydinmagneettinen resonanssi
Suprajohteisiin perustuva	Varauskubitti Vuokubitti Faasikubitti Transmon Unimon

[1] Mor, T. and Renner, R.: Preface to Special Issue on Quantum Cryptography. Natural Computing, 2014, 13. vsk, nro 4, s. 447–452. doi:10.1007/s11047-014-9464-3 (englanniksi)

[2] Wiesner, Stephen: Conjugate Coding. SIGACT News, 1983, 15. vsk, nro 1, s. 78–88. doi:10.1145/1008908.1008920 ISSN 0163-5700 S2CID:207155055 (englanniksi)

[3] Park, James: The concept of transition in quantum mechanics. Foundations of Physics, 1970, 1. vsk, nro 1, s. 23–33. doi:10.1007/BF00708652 Bibcode:1970FoPh....1...23P (englanniksi)

[4] Holevo, A. S.: Bounds for the quantity of information transmitted by a quantum communication channel. Problems of Information Transmission, 1973, 9. vsk, nro 3, s. 177–183. (englanniksi)

[5] Bennett, C.: Logical Reversibility of Computation. IBM Journal of Research and Development, 1973, 17. vsk, nro 6, s. 525–532. doi:10.1147/rd.176.0525 (englanniksi)

[6] Poplavskii, R. P.: Thermodynamical models of information processing. Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1975, 115. vsk, nro 3, s. 465–501. doi:10.3367/UFNr.0115.197503d.0465 (venäjäksi)

[7] Ingarden, Roman S.: Quantum information theory. Reports on Mathematical Physics, 1976, 10. vsk, nro 1, s. 43–72. doi:10.1016/0034-4877(76)90005-7 ISSN 0034-4877 Artikkelin verkkoversio. (PDF) Viitattu 27.4.2024. (englanniksi)

[8] Benioff, Paul: The computer as a physical system: A microscopic quantum mechanical Hamiltonian model of computers as represented by Turing machines. Journal of Statistical Physics, 1980, 22. vsk, nro 5, s. 563–591. Journal of Statistical Physics. doi:10.1007/BF01011339 Bibcode:1980JSP....22..563B (englanniksi)

[9] Manin, Juri I.: Вычислимое и невычислимое (Vytšislimoje i nevytšislimoje) (Laskettavissa ja ei-laskettavissa). Sov.Radio, 1980, s. 13–15. Sov.Radio. Teoksen verkkoversio. (Zip) Viitattu 8.11.2015. Arkistoitu 10.5.2013. (venäjäksi)

[10] Toffoli, Tommaso: Reversible computing. (Lecture Notes in Computer Science, arkistoitu 15.4.2010) Automata, Languages and Programming, 1980, 85. vsk, s. 632–644. Noordwijkerhout, Hollanti: Springer Verlag. doi:10.1007/3-540-10003-2_104 ISBN 3-540-10003-2 Artikkelin verkkoversio. (PDF) Viitattu 27.4.2024. Arkistoitu 15.4.2010. (englanniksi)

[11] Feynman, Richard: Simulating Physics with Computers. International Journal of Theoretical Physics, Kesäkuu 1981, 21. vsk, nro 6, s. 467–488. International Journal of Theoretical Physics. PubMed:24948715 doi:10.1007/BF02650179 Bibcode:1982IJTP...21..467F Artikkeli. Viitattu 21.20.2015. (englanniksi)^{[vanhentunut linkki]}

[12] Igeta, K.; Yamamoto, Yoshihisa: Quantum mechanical computers with single atom and photon fields. International Conference on Quantum Electronics (1988), Paper TuI4, 18.7.1988, s. TuI4. Optica Publishing Group. Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)

[13] Bennett, Charles H.; Brassard, Gilles: Experimental quantum cryptography: the dawn of a new era for quantum cryptography: the experimental prototype is working. ACM Sigact News, 1989, 20. vsk, nro 4, s. 78-80. Artikkelin verkkoversio. (PDF) (englanniksi)

[14] Bennett, Charles H.; Bessette, François; Brassard, Gilles; Salvail, Louis: Experimental quantum cryptography. J. Cryptology, 1992, 5. vsk, s. 3–28. doi:10.1007/BF00191318 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)

[15] Milburn, Gerard J.: Quantum optical Fredkin gate. Physical Review Letters, 1.5.1989, 62. vsk, nro 18, s. 2124–2127. PubMed:10039862 doi:10.1103/PhysRevLett.62.2124 Bibcode:1989PhRvL..62.2124M Artiikkelin verkkoversio. (englanniksi)

[16] Barras, Colin: First universal programmable quantum computer unveiled. New Scientist, 2009. Sov.Radio. Artikkeli. Viitattu 8.11.2015. (englanniksi)

[17] Kurzweil accelerating intelligence: Two-photon optical chip enables more complex quantum computing. Kurzweil accelerating intelligence, 2010. Artikkeli. Viitattu 8.11.2015. (englanniksi)

[18] Martin Fuechsle, Jill A. Miwa, Suddhasatta Mahapatra, Hoon Ryu, Sunhee Lee, Oliver Warschkow, Lloyd C. L. Hollenberg, Gerhard Klimeck & Michelle Y. Simmons: A single-atom transistor. Nature, 2012, 7. vsk, nro 4, s. 242–246. Nature. PubMed:24948715 Artikkeli. Viitattu 8.11.2015. (englanniksi)

[19] Wheelahan, Dan: Breakthrough opens door to affordable quantum computers. UNSW Newsroom, 2015. Artikkeli. Viitattu 8.11.2015. (englanniksi)

[20] McDowell, Steve: IBM Advances Quantum Computing with New Processors & Platforms. Forbes, 5.12.2023. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 27.4.2024. (englanniksi)

[21] Gambetta, Jay: The hardware and software for the era of quantum utility is here. IBM Quantum Computing Blog, 4.12.2023. IBM. Blogi. Viitattu 27.4.2024. (englanniksi)

[22] Gambetta, Jay: IBM’s roadmap for scaling quantum technology. IBM Research Blog, 15.9.2020. Artikkeli. Viitattu 27.4.2024. (englanniksi)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]