คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นเพียงตัวแปรในคอมพิวเตอร์อนาล็อกของยุค 50 & 60 ที่หลายคนไม่เคยเห็นหรือใช้งานหรือไม่?

16

ในคำถามล่าสุด"Quantum Computing เพียงแค่พายในท้องฟ้า"มีคำตอบมากมายเกี่ยวกับการพัฒนาขีดความสามารถของควอนตัมอย่างไรก็ตามทุกคนต่างก็เพ่งความสนใจไปที่มุมมองการคำนวณ 'ดิจิตอล' ปัจจุบันของโลก

คอมพิวเตอร์แบบอนาลอกของเก่าสามารถจำลองและคำนวณปัญหาที่ซับซ้อนหลายอย่างที่ติดตั้งโหมดการทำงานที่ไม่เหมาะสำหรับการคำนวณแบบดิจิตอลเป็นเวลาหลายปี (และบางส่วนยังคงเป็น 'ยาก') ก่อนสงคราม (~ I & II) ทุกอย่างได้รับการพิจารณาว่าเป็น 'เครื่องจักร' กับสมองชาวเติร์ก พวกเราตกอยู่ในกับดัก 'ทุกอย่างดิจิทัล' bandwagon ที่ทำให้เกิดขึ้นซ้ำ ๆ (ไม่มีแท็กที่เกี่ยวข้องกับ 'อะนาล็อก') หรือไม่?

ทำงานอะไรกับการทำแผนที่ปรากฏการณ์ควอนตัมกับการคำนวณแบบอะนาล็อกและการเรียนรู้จากการเปรียบเทียบนั้น หรือมันเป็นปัญหาของชาวบ้านที่ไม่มีความคิดที่แท้จริงเกี่ยวกับวิธีการเขียนโปรแกรมสัตว์

— Philip Oakley
แหล่งที่มา

ผมถามคำถาม similarish: quantumcomputing.stackexchange.com/questions/2595/...

— สตีเว่น Sagona

ฉันแค่ต้องการชี้แจงว่าพวกเขามีความแตกต่างที่เป็นไปได้ระหว่างคอมพิวเตอร์แบบอะนาล็อกที่ใช้เครือข่ายที่มีการเชื่อมต่อแบบสองทิศทางและคอมพิวเตอร์แบบแอนะล็อกที่ใช้แอมป์ที่มีการเชื่อมต่อ มันคือความเร็วรอบ ๆ โหนดและ 'เสียงรบกวน' ของพื้นซึ่งจะผลักดันโหนดที่เชื่อมต่อถึงสถานะสุดท้ายของมัน มันรู้สึกเหมือน 'Quantum' เป็นเพียงวิธีการย่อขนาดและเพิ่มความเร็ว ...

— Philip Oakley

9

นี่คือรายการด่วนของความแตกต่างที่น่าทึ่งระหว่างคอมพิวเตอร์อะนาล็อกและควอนตัม:

คอมพิวเตอร์อะนาล็อกไม่สามารถผ่านการทดสอบเบลล์ได้
พื้นที่สถานะของคอมพิวเตอร์อะนาล็อกที่มีตัวเลื่อน N คือ N มิติ พื้นที่สถานะของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มี N qubits คือมิติ $2^N$
ข้อผิดพลาดแก้ไขคอมพิวเตอร์แบบอะนาล็อกและสิ่งที่คุณได้รับคือคอมพิวเตอร์ดิจิทัล (เช่นไม่ใช่แบบอะนาล็อกพื้นฐานอีกต่อไป) คอมพิวเตอร์ควอนตัมยังคงเป็นควอนตัมหลังจากแก้ไขข้อผิดพลาด
คอมพิวเตอร์อนาล็อกไม่ไวต่อข้อผิดพลาดในการมองเห็น มันจะไม่พังถ้าคุณทำสำเนาข้อมูลโดยไม่ตั้งใจ การคำนวณควอนตัมจะแตกหากเกิดขึ้น
คอมพิวเตอร์อนาล็อกไม่สามารถรันอัลกอริทึมของ Shor ได้อย่างมีประสิทธิภาพ หรืออัลกอริทึมของ Grover หรือโดยทั่วไปขั้นตอนวิธีควอนตัมอื่น ๆ

— Craig Gidney
แหล่งที่มา

2

นี่ทำให้ฉันสับสน คุณดูเหมือนจะแนะนำว่า "แอนะล็อก" และ "ควอนตัม" เป็นสองสิ่งที่แตกต่างกัน แต่ในความเป็นจริงพวกเขาไม่ได้เป็นพิเศษร่วมกัน: คุณมี (1) อนาล็อกคลาสสิก (2) อนาล็อก - ควอนตัม (3) ดิจิตอลคลาสสิก (4) ดิจิตอลควอนตัม ตัวอย่างเช่น "คอมพิวเตอร์อะนาล็อก" สามารถผ่านการทดสอบเบลล์หากเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบอะนาล็อก กันไปสำหรับคะแนนที่เหลือของคุณ

— user1271772

2

@ user1271772 ในบริบทของคำถามเป็นที่ชัดเจนว่าฉันหมายถึงคอมพิวเตอร์อะนาล็อกคลาสสิก

— Craig Gidney

6

ทำงานอะไรกับการทำแผนที่ปรากฏการณ์ควอนตัมกับการคำนวณแบบอะนาล็อกและการเรียนรู้จากการเปรียบเทียบนั้น

สถานที่เริ่มต้น (ที่มีจำนวนมากของการอ้างอิงที่ดี) เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับควอนตัมคอมพิวเตอร์อนาล็อก (หรือเรียกว่า "ควอนตัมคอมพิวเตอร์แบบอะนาล็อก" และ "ตัวแปรอย่างต่อเนื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัม") เป็นที่นี่ โปรดทราบว่าการคำนวณแบบอะนาล็อกคลาสสิกไม่ได้มีประสิทธิภาพเท่ากับการคำนวณควอนตัมแบบอะนาล็อกด้วยเหตุผลที่คล้ายกับสิ่งที่ฉันอธิบายไว้ในคำตอบคำถามนี้ : คอมพิวเตอร์ควอนตัม (ไม่ว่าจะเป็นดิจิตอลหรืออนาล็อก)

พวกเราตกอยู่ในกับดัก 'ทุกอย่างดิจิทัล' bandwagon ที่ทำให้เกิดขึ้นซ้ำ ๆ (ไม่มีแท็กที่เกี่ยวข้องกับ 'อะนาล็อก') หรือไม่?

ผู้คนจำนวนมากโชคไม่ดีที่มีและนี่อาจเป็นส่วนหนึ่งของเหตุผลที่ "การคำนวณควอนตัมอะเดียแบติก" พยายามที่จะได้รับความเคารพที่สมควรได้รับในช่วงต้นปีที่ผ่านมา Adiabatic quantum computing เป็นประเภทเฉพาะของการคำนวณควอนตัมแบบอะนาล็อกซึ่งแน่นอนว่ามีแท็กในการแลกเปลี่ยนกองซ้อนนี้และคำถามที่มีจำนวนพอใช้ (แต่ไม่เพียงพอในความคิดของฉัน) มันได้รับการพิสูจน์แล้วว่า "ควอนตัมคอมพิวเตอร์อะเดียแบติก" ซึ่งเป็นอะนาล็อกอย่างสมบูรณ์และไม่เกี่ยวข้องใด ๆประตู , สามารถทำอะไรที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์ดิจิตอลสามารถทำ ด้วยประสิทธิภาพการคำนวณที่เหมือนกันดังนั้นในขณะที่มันเป็นความจริงที่หลายคนในการคำนวณควอนตัมได้ตกลงไปในกับดัก 'ทุกอย่างดิจิทัล' bandwagon กับดักมีบางคนที่ชื่นชมการคำนวณควอนตัมแบบอะนาล็อก

— user1271772
แหล่งที่มา

ขอบคุณสำหรับแท็กพิเศษลิงก์และคำศัพท์ที่ชัดเจน สำหรับตัวฉันเองฉันกำลังเปรียบเทียบเครือข่ายตาข่ายไฟฟ้ากับเครือข่ายควอนตัมซึ่งในอดีตเครือข่ายอิเล็กทรอนิกส์เป็น 'ทันที' เช่นเดียวกับควอนตัมในขณะนี้และทั้งสองมีฟิสิกส์ที่คล้ายกันอยู่ข้างๆ

— Philip Oakley

3

คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นเพียงตัวแปรในคอมพิวเตอร์อนาล็อกของยุค 50 & 60 ที่หลายคนไม่เคยเห็นหรือใช้งานหรือไม่?

ไม่พวกเขาไม่ได้เป็น.

ปัจจัยดิจิตอลเทียบกับอนาล็อกไม่ใช่จุดที่นี่ความแตกต่างระหว่างควอนตัมและอุปกรณ์คลาสสิกอยู่ในระดับพื้นฐานมากขึ้น

โดยทั่วไปอุปกรณ์ควอนตัมไม่สามารถจำลองแบบได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยอุปกรณ์คลาสสิกไม่ว่าจะเป็น "แอนะล็อก" หรือ "ดิจิตอล" (หรืออย่างน้อยก็เชื่อว่าเป็นอย่างนี้) ในแง่นี้คอมพิวเตอร์ควอนตัมนั้นแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากการเปลี่ยนแปลงของคอมพิวเตอร์อะนาล็อกคลาสสิคหรือการคำนวณแบบดั้งเดิมในรูปแบบอื่น ๆ

อันที่จริงแล้วสถาปัตยกรรมที่ได้รับความนิยมสูงสุดสำหรับการคำนวณควอนตัมซึ่งทำงานบนชุดของ "qubits" เป็นคู่ควอนตัมของคอมพิวเตอร์คลาสสิคแบบดิจิทัล อุปกรณ์อะนาล็อกยังมีคู่ควอนตัมของพวกเขา (ดูตัวอย่างข้อมูลควอนตัมผันแปรอย่างต่อเนื่อง )

— แอลเอส
แหล่งที่มา

แง่มุมที่ฉันมีในใจคือวิธีการมองเห็นการโต้ตอบ ในดิจิตอลมีความเชื่อมั่นแน่นอนในขณะที่ในอะนาล็อกมี 'เสียง' (ความผันผวนความน่าจะเป็น, .. ) มันเป็นสิ่งที่ Quantum มีแนวโน้มที่จะถูกนำเสนอเป็นดังนั้นข้อเสนอแนะของ Q ของฉัน (รวมถึงมีเหลืออีกไม่กี่คนที่จำวิธีการแบบอะนาล็อกเช่นนี้จริงๆ!)

— Philip Oakley

@PhilipOakley ฉันไม่แน่ใจว่าฉันเข้าใจ เป็นสิ่งหลังที่ Quantum มีแนวโน้มที่จะถูกเสนอเป็น <- ฉันไม่เข้าใจประโยคนี้

— glS

'หลัง' (สำหรับ QM) เป็น "การแจกแจงความน่าจะเป็น" และไม่ชอบ ดังนั้นเสียงรบกวนในระบบอะนาล็อกจึงเป็นปัญหาความน่าจะเป็นแบบหลายมิติ (ตามแชนนอน) และคิวบิตก็ดูเหมือนจะเป็นปัญหาความน่าจะเป็นแบบหลายมิติที่คล้ายกันดังนั้นความคล้ายคลึงกันของแนวคิดเชิงนามธรรม ความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งคือขอบเขตเชิงพื้นที่ซึ่งเครือข่ายอนาล็อกแบบเก่ามักไม่ค่อยได้รับ MHz BW และมิลลิวินาทีตอบสนองมากกว่าซม. แต่ QM หวังว่าจะมีความถี่สูงกว่า micron และน้อยกว่ามาก

— Philip Oakley

Qubits ดูเหมือนจะเป็นปัญหาความน่าจะเป็นหลายมิติที่คล้ายกัน : แต่พวกเขาไม่ได้เป็นจริงหรืออย่างน้อยก็ไม่ใช่ในลักษณะเดียวกับที่อุปกรณ์อะนาล็อกคลาสสิค ควิบิตสามารถอยู่ในสถานะที่ต่อเนื่องของจริง แต่ทุกครั้งที่คุณวัดมันคุณจะสังเกตมันเสมอในหนึ่งในสองตำแหน่งดังนั้นมันจึงเป็นสิ่งที่แตกต่างจากพื้นฐานที่คุณมีอยู่ในแบบดั้งเดิม ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งก็คือจำนวนของสถานะที่เป็นไปได้ซึ่งระบบควอนตัมสามารถมีขนาดใหญ่กว่าสิ่งที่เป็นไปได้แบบคลาสสิกแบบทวีคูณดังนั้นจึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

— glS

0

เราเคยตกหลุมพราง bandwagon 'ทุกอย่าง' ที่เหมือนเดิมที่ยังคงเกิดขึ้นหรือไม่?

สิ่งที่ฉันสังเกตเห็นคือกับดัก 'ทุกอย่างไบนารี' bandwagon; ซึ่งทำให้ฉันนึกถึงความลับการทำอาหารของคุณยาย :

กาลครั้งหนึ่งแม่สอนสูตรให้ครอบครัวของเธอทำแฮมอบทั้งหมด มันเป็นแฮมที่ดีที่สุดที่ทุกคนเคยมีเพื่อให้พวกเขาทำตามสูตรนั้นอย่างระมัดระวัง

พวกเขาเตรียมน้ำดองทำแต้มผิวใส่กลีบและจากนั้นลูกสาวก็ไม่เข้าใจ

"ทำไมเราถึงตัดปลายแฮมออก" เธอพูด. "นั่นไม่ทำให้แห้งเหรอ?"

"คุณรู้ฉันไม่รู้" แม่พูด “ นั่นเป็นเพียงวิธีที่คุณยายสอนฉันเราควรเรียกคุณยายและถาม”

ดังนั้นพวกเขาจึงเรียกยายและถามว่า "ทำไมเราถึงตัดปลายแฮมออกไป?

"ไม่" คุณยายกล่าว "พูดตามตรงฉันตัดปลายทิ้งเพราะนั่นคือวิธีที่แม่สอนฉันฉันเพิ่มขั้นตอนการหมักในภายหลังเพราะฉันกังวลเกี่ยวกับแฮมที่แห้งเราเรียกยายผู้ยิ่งใหญ่และถามเธอ"

ดังนั้นพวกเขาจึงเรียกสถานที่อยู่อาศัยที่มีความช่วยเหลือซึ่งคุณยายผู้ยิ่งใหญ่อาศัยอยู่และหญิงชราฟังคำถามของพวกเขาแล้วพูดว่า

"โอ้เพราะที่ดิน! ฉันตัดปลายเพราะฉันไม่ได้มีกระทะขนาดใหญ่พอสำหรับแฮมทั้งหมด!"

เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันคิดถึง qubytes และสงสัยว่าพวกเขาจำเป็นต้องมีการกำหนดเป็น 8 qubits หรือไม่ ระบบควอนตัม 8 ระดับ (qunit) จะมีช่องว่าง 8 มิติและในทางทฤษฎีสามารถเข้ารหัสไบต์ (8 บิต) นี่เป็นนิยามที่ดีขึ้นของ qubyte (ควอนตัมไบต์) หรือไม่?

หรือมันเป็นปัญหาของชาวบ้านที่ไม่มีความคิดที่แท้จริงเกี่ยวกับวิธีการเขียนโปรแกรมสัตว์

— meowzz
แหล่งที่มา

1

ฉันยอมรับว่า "ทุกสิ่งไบนารี / ดิจิตอล" ได้กลายเป็นมนต์ที่หลายคนฝังอยู่ภายใน เราอธิบายสมองและทุกอย่างราวกับว่ามันเป็นคอมพิวเตอร์ มีช่วงเวลาหนึ่งในยุคอิเล็กทรอนิกส์ยุคแรก ๆ ที่ทฤษฎี / เทคนิคสามารถนำไปใช้กับปัญหาอะนาล็อกขนาดใหญ่เช่นตาข่ายต้านทาน (อิมพีแดนซ์) ส่วนใหญ่เป็น Maxwell แบบเดิมนอกเหนือจากการเข้าใจผิด (? ;-) สูตร Gibbs ที่ QM ใช้ดังนั้นการยั่วยุเล็กน้อยเกี่ยวกับการคิดนอกกรอบอาจเป็นไปได้ สำหรับ 'byte' ให้ดูที่อัตรา baud ซึ่งไม่ใช่ bit rate

— Philip Oakley

1

'อัตราสัญลักษณ์' - ดีมาก! ฉันคิดว่าปัญหาไบนารีมาก่อนทุกอย่างเป็นคอมพิวเตอร์ ดู: ต้นไม้แห่งความรู้ดี & ชั่วร้าย P

— meowzz

1

สำหรับพื้นที่ 8d ดูที่ C Furey ปริญญาเอก "ฟิสิกส์โมเดลมาตรฐานจากพีชคณิต?" และการบรรยาย YouTube 2 นาที มีความเป็นไปได้มากมายที่เกี่ยวข้องกับความต้องการของเราสำหรับคณิตศาสตร์ในการเป็นตัวแทนของวิทยาศาสตร์ .. (ไม่อนุญาตให้สิ่งต่าง ๆ กลายเป็นคณิตศาสตร์ / วิทยาศาสตร์ของลัทธิวูดู - ศาสนศาสตร์อื่น ๆ ที่มีอยู่)

— Philip Oakley