CC BY
50
Список использованной литературы:
1. Кравец А.С. Характеристики авиационных профилей \ А.С.Кравец. - М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1939. - 213 с.
2. Амплитов П.А. Определение характеристик аэродинамических профилей с использованием инструментария ANSYS Workbench // Международный научный журнал «Символ науки» №10, 2020, С. 15-24
3. Амплитов П.А. Способ оценки подъёмной силы крыла произвольной формы в плане с учётом влияния близости земли // Международный научный журнал «Символ науки» №3, 2019, С. 7-13
© Амплитов П.А., 2021
УДК 004.8
Д.А. Ковалев
студент НИУ МИЭТ г. Зеленоград, РФ
КВАНТОВЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ. ЧТО ЭТО ТАКОЕ И ЗАЧЕМ ОНИ НУЖНЫ?
Аннотация
В статье рассказывается о том, что такое квантовые компьютеры, что лежит в основе их работы, а также возможные сферы применения таких машин.
Ключевые слова: Квантовый компьбтер, кубит, бит.
Квантовая физика уже изменила нашу жизнь. Благодаря изобретению лазера и транзистора - обоих продуктов квантовой теории - почти каждое электронное устройство, которое мы используем сегодня, является примером квантовой физики в действии. Возможно, сейчас мы находимся на пороге второй квантовой революции, пытаясь еще больше использовать мощь квантового мира. Человеческий мозг обладает удивительными возможностями, что делает его во многих отношениях более мощным, чем самые современные компьютеры в мире. Поэтому неудивительно, что инженеры уже давно пытаются его скопировать. Сегодня искусственные нейронные сети, вдохновленные структурой мозга, используются для решения некоторых из самых сложных проблем искусственного интеллекта (ИИ). Но этот подход обычно включает в себя создание программного обеспечения, чтобы информация обрабатывалась аналогично мозгу, а не создание аппаратного обеспечения, имитирующего нейроны.
Важно понимать, что является ключевым отличием квантовых компьютеров от классических ныне существующих. Каждый классический электронный компьютер использует естественное поведение электронов для получения результатов в соответствии с булевой логикой (для любых двух конкретных входных состояний одно определенное выходное состояние). Здесь основной единицей транзакции является двоичная цифра ("бит"), состояние которой равно либо 0, либо 1 [1]. В обычном полупроводнике эти два состояния представлены низким и высоким уровнями напряжения внутри транзисторов.
В квантовом компьютере структура принципиально иная. Его основной единицей регистрации состояния является кубит, который на одном уровне также хранит состояние 0 и/или 1. Вместо транзисторов квантовый компьютер получает свои кубиты, бомбардируя атомы электрическими полями под перпендикулярными углами друг к другу, в результате чего ионы выстраиваются в линию, но при этом они удобно и эквивалентно разделены. Когда эти ионы разделены достаточным пространством, их орбитальные электроны становятся, если хотите, домашними адресами для кубитов.
Но как кубит может быть одновременно и 0 и 1? Тот факт, что электрон кубита вращался в обоих
направлениях одновременно, можно проверить постфактум. Квантовая механика называет это одновременное состояние суперпозицией. Невозможно наблюдать электрон в состоянии суперпозиции, потому что наблюдение требует самого обмена фотонами, который приводит к коллапсу такой суперпозиции [2]. Существует множество возможных состояний суперпозиции. Вот почему каждый дополнительный кубит в квантовой системе имеет большее влияние, чем предыдущий: в системе с n кубитами число возможных состояний суперпозиции для каждого кубита равно 2 в степени n.
Хитрость в написании квантового алгоритма заключается в том, чтобы представить, что вы действительно можете видеть или измерять кубиты в их суперпозиционных состояниях, чтобы вы могли проинструктировать их относительно того, что происходит дальше, и вызвать изменения в этих состояниях. В действительности, сама попытка наблюдать суперпозицию приводит к декогеренции-возвращению кубитов в их классические 0 или 1 состояния [3].
Важным применением квантовых компьютеров может быть моделирование и анализ молекул для разработки лекарств и конструирования материалов. Квантовый компьютер идеально подходит для таких задач, потому что он будет работать по тем же законам квантовой физики, что и молекулы, которые он моделирует. Использование квантового устройства для моделирования квантовой химии может быть гораздо более эффективным, чем использование самых быстрых классических суперкомпьютеров сегодня. Квантовые компьютеры также идеально подходят для решения сложных оптимизационных задач и быстрого поиска несортированных данных. Это может быть актуально для многих приложений, от сортировки климатических данных, медицинских или финансовых данных до оптимизации логистики цепочки поставок, управления рабочей силой или транспортного потока.
До сих пор были успешно построены только небольшие квантовые компьютеры, которые демонстрируют только часть того, что могут предоставить квантовые компьютеры в будущем. Мотивированные перспективой значительно большей вычислительной мощности, многие университеты, технологические гиганты и начинающие компании сейчас работают над различными проектами по созданию квантовых компьтеров. Но ни один из них еще не достиг стадии, когда они могут превзойти существующие (неквантовые) компьютеры.
Основным препятствием для масштабирования технологии является проблема борьбы с ошибками. По сравнению с битами кубиты невероятно хрупки. Даже малейшего возмущения со стороны внешнего мира достаточно, чтобы уничтожить квантовую информацию. Это связано с тем, что квантовые компьютеры должны быть очень хорошо изолированы от возмущений в их окружении, что становится все труднее и труднее по мере того, как машины становятся больше. Например, квантовые процессоры должны храниться в вакууме при очень низкой температуре (близкой к абсолютному нулю), иначе на них могут воздействовать молекулы воздуха. Но процессор также должен быть каким-то образом связан с внешним миром, чтобы передавать и получать информацию.
Уже было продемонстрировано распределение квантовых ключей для шифрования на основе спутников, что заложило основу для потенциальной глобальной коммуникационной сети на основе квантовой безопасности. IBM, Google, Microsoft, Amazon и другие компании вкладывают значительные средства в разработку крупномасштабного оборудования и программного обеспечения для квантовых вычислений.
Быстрый рост в секторе квантовых технологий за последние пять лет был захватывающим. Но будущее остается непредсказуемым. К счастью, квантовая теория говорит нам, что непредсказуемость не обязательно плохая вещь. На самом деле, два кубита могут быть соединены таким образом, что по отдельности они остаются неопределенными, но вместе они идеально синхронизированы - либо оба кубита равны 0, либо оба равны 1. Это сочетание общей определенности и индивидуальной непредсказуемости-явление, называемое запутанностью, - является мощным топливом, которое приводит в действие многие алгоритмы квантовых вычислений.
Список использованной литературы: 1. David J. Griffiths, Darrell F. Schroeter. Introduction to Quantum Mechanics. - 3rd edition // ISBN-13: 978-( 19 )-
1107189638, ISBN-10: 1107189632
2. Michael A. Nielsenm Isaac L. Chuang. Quantum Computation and Quantum Information // ISBN-13: 9781107002173, ISBN-10: 9781107002173
3. R. Shankar. Principles of Quantum Mechanics. - 2nd edition // ISBN-13: 978-0306447907, ISBN-10: 0306447908
© Ковалев Д.А., 2021
УДК-62
Кузьмина Е.В.
магистрант, 2 курс, РУТ (МИИТ), Москва, Россия
ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПНЕВМОКОЛЕСНОГО ХОДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ И ДОРОЖНОЙ ТЕХНИКИ
Аннотация
Для повышения эксплуатационных характеристик пневмоколесного ходового оборудования строительной и дорожной техники используют стабилизатор устойчивого движения машины, который улучшает такие показатели, как безаварийность, ремонтопригодность и надежность.
Ключевые слова
Пневмоколесное ходовое оборудование, стабилизатор, маневренность, грунт, втулки, колесо.
На машинах, которые по роду своей деятельности регулярно передвигаются используется пневмоколесное ходовое оборудование на пневматиках.
Огромным успехом при исследовании данных машин пользуется ходовое оборудование. Великое множество экспериментов принадлежит исследованию динамических нагрузок на машину в процессе ее передвижения.
Всеобщей проблемой пневмоколесных машин считается вопрос проходимости, а именно соприкосновение грунта и колеса.
Основные схемы пневмоколесных ходовых частей формируются системой подвески, числом и позицией ведущих и регулируемых колес, возможностью контроля автомобилем.
Благодаря изменению положения с шарнирно-сочленных рам шасси, разной скорости вращения колес бортов, а также с помощью управляемых колес можно добиться маневренности машины.
В пневмоколесном ходовом оборудовании стабилизаторы возникли в совокупности с машинами, которые увеличивают скорость более чем 15 км/ч.
Потребность в установке втулок появилась из-за образования кренов при поворотах, между тем как на внешнюю сторону колес машины нагрузка увеличивается, а снимается она с внутренних.
В результате такого рода рекомбинаций нагрузки возникает колебание и расшатывание машины. При данных обстоятельствах начинает действовать в стабилизатор, который обеспечивает надежную безопасность при маневренности машины.
Стабилизатор сделан в виде буквы «П», и состоит из прочного металла, а также пружинной стали. С помощью особых втулок и пластин стабилизатор фиксируется к кузову машины, благодаря чему он может вращаться.
