Символьне моделювання квантового алгоритму пошуку ґровера на двох кубітах: Quirk + Maple

2025;
: cc. 235 - 241
Автори:
1
Чорноморський національний університет імені Петра Могили, кафедра комп’ютерної інженерії, Україна

Запропонована символьна модель квантового алгоритму пошуку Ґровера для найпростіших систем з двох кубітів, яка паралельно використовує можливості системи комп’ютерної математики Maple і квантового браузерного симулятора Quirk. Модель створена з акцентом на застосування в інженерній освіті для сучасних курсів з квантових обчислень. Вона дозволяє узагальнення на системи з більшим числом кубітів, а також на випадки декількох цільових станів, і може бути базовою для розробки лабораторних робіт. Модель є однією з перших спроб вийти за межі орієнтованих на Python квантових симуляторів. Maple, мова програмування якої спирається на Java, чудово взаємодіє з квантовим симулятором Quirk, який базується на JavaScript.

  1. Algorithmic Assertion. (n.d.). Welcome to Quirk: A drag-and-drop quantum circuit simulator. URL: https://algassert.com/quirk.
  2. Maplesoft. (n.d.). Maple Fundamentals Guide. URL: https://www.maplesoft.com/support/ training/PDF/MapleFundamentalsGuide.pdf.
  3. Grover, L. K. (1996). A fast quantum mechanical algorithm for database search. In Proceedings of the twenty-eighth annual ACM symposium on Theory of Computing (pp. 212–219). ACM. DOI: https://doi.org/10.1145/237814.237866.
  4. Microsoft. (2025). Theory of Grover’s search algorithm. Azure Quantum documentation. URL: https://learn.microsoft.com/en-us/azure/quantum/concepts-grovers.
  5. Кравець, П. (2025). Аналіз математичних моделей квантового паралелізму. Information Systems and Networks, 17, 248–268. DOI: https://doi.org/10.23939/sisn2025.17.248.
  6. Все про квантові обчислення: історія, можливості та перспективи. (n.d.). URL: https://gigacloud.ua/articles/vse-pro-kvantovi-obchyslennya-istoriya-moz....
  7. Bozhko, I., Chetverykov, G., & Karatai, O. (2020). The investigation of modern quantum computing tools. Бионика интеллекта, 2(95), 15–20. DOI: https://doi.org/10.30837/bi.2020.2(95).02.
  8. ProjectQ Framework. (n.d.). ProjectQ: An open source software framework for quantum computing. URL: https://github.com/ProjectQ-Framework/ProjectQ.
  9. Kawai, R. (n.d.). A first step to quantum computation with Qiskit. URL: https://kawaihome.link/jbooks/ qcomp-short/q1gates/r.html.
  10. Maplesoft. (n.d.). Maple Application Center: Quantum Mechanics. URL: https://www.maplesoft.com/ applications/Search.aspx?q=Quantum%20Mechanics.
  11. Gidney, С. (n.d.). Algorithmic Assertion. URL: https://algassert.com/about.html.
  12. Maji, R., Panigrahi, P. K., & Behera, B. K. (2018). Solving linear systems of equations by using the concept of Grover’s search algorithm: An IBM Quantum Experience. arXiv preprint arXiv:1801.00778. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1801.00778.
  13. Карлаш, Г. Ю. (2018). Квантові інформаційні системи: Навчальний посібник для спеціальності “Прикладна фізика та наноматеріали”. Київ: КНУ імені Тараса Шевченка, факультет радіофізики, електроніки та комп’ютерних систем.
  14. Крохмальський, Т. Є. (2018). Вступ до квантових обчислень: Навчальний посібник. Львів: ЛНУ імені Івана Франка.
  15. Остапов, С. Е., & Добровольський, Ю. (2021). Квантова інформатика та квантові обчислення: Навчальний посібник. Чернівці: Чернівецький національний університет.
  16. Xanadu Quantum Technologies. (2025). PennyLane documentation. URL: https://docs.pennylane.ai/en/ stable/index.html.