ควอนตัมคอมพิวเตอร์

ในช่วงไม่กี่วันที่ผ่านมาฉันพยายามรวบรวมเนื้อหา (ส่วนใหญ่เป็นรายงานการวิจัย) ที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ของเครื่องควอนตัมและการประยุกต์ใช้สำหรับโครงการฤดูร้อน นี่คือบางอย่างที่ฉันคิดว่าน่าสนใจ (จากการอ่านผิวเผิน): การเรียนรู้ของเครื่องที่ไม่ได้รับอนุญาตบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมควอนตัมแบบผสม (JS Otterbach et al., 2017) ควอนตัมอัลกอริธึมสำหรับการเรียนรู้ของเครื่องแบบมีผู้ควบคุมและไม่มีผู้ดูแล (Lloyd, Mohseni & Rebentrost, 2013) กรอบการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อพยากรณ์สภาพคลื่น (James, Zhang & O'Donncha 2017) Quantum Neuron: หน่วยการสร้างพื้นฐานสำหรับการเรียนรู้ของเครื่องบนคอมพิวเตอร์ควอนตัม (Cao, Guerreschi & Aspuru-Guzik, 2017) การเรียนรู้ของเครื่องควอนตัมสำหรับการตรวจจับความผิดปกติของควอนตัม (Liu & Rebentrost, 2017) อย่างไรก็ตามมาจากจุดสิ้นสุดของสเปกตรัมทางฟิสิกส์มากขึ้นฉันไม่มีความรู้พื้นฐานมากนักในพื้นที่นี้และกำลังค้นหาวัสดุพิเศษส่วนใหญ่ที่ไม่สามารถต้านทานได้ Ciliberto et al. กระดาษของ: การเรียนรู้ของเครื่องควอนตัม: มุมมองคลาสสิกค่อนข้างช่วยให้ฉันเข้าใจแนวคิดพื้นฐานบางอย่าง ฉันกำลังมองหาที่คล้ายกัน แต่วัสดุเกริ่นนำที่ซับซ้อนกว่านี้ มันจะมีประโยชน์มากถ้าคุณสามารถแนะนำหนังสือวิดีโอการบรรยาย ฯลฯ ซึ่งเป็นการแนะนำเบื้องต้นเกี่ยวกับการเรียนรู้ของเครื่องควอนตัม ยกตัวอย่างเช่นหนังสือเรียนของ Nielsen …

22 algorithm  resource-request  machine-learning 

หลายคนมีความสนใจในเรื่องของการหลอมควอนตัมซึ่งเป็นการนำเทคโนโลยีควอนตัมมาใช้ไม่น้อยเพราะงานของ D-WAVE ในเรื่องนั้น บทความวิกิพีเดียควอนตัมหลอมหมายความว่าหากดำเนินการ 'หลอม' ช้าพอหนึ่งตระหนัก (รูปแบบที่เฉพาะเจาะจงของ) การคำนวณควอนตัมอะ การหลอมควอนตัมดูเหมือนว่าจะแตกต่างกันไปในส่วนที่ดูเหมือนว่าจะไม่คาดการณ์ว่าจะมีการวิวัฒนาการในระบอบอะเดียแบติก - มันทำให้เกิดความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนผ่าน diabatic ถึงกระนั้นดูเหมือนว่าจะมีสัญชาตญาณในการเล่นกับการหลอมควอนตัมมากกว่าเพียงแค่ "การคำนวณแบบอะเดียแบติกทำได้อย่างเร่งรีบ" ดูเหมือนว่าเราจะเลือกมิลโตเนียนเริ่มแรกซึ่งประกอบด้วยฟิลด์ตามขวางและนี่หมายถึงการอนุญาตให้ใช้เอฟเฟกต์อุโมงค์ในภูมิทัศน์พลังงาน (ตามที่อธิบายไว้ในมาตรฐานพื้นฐานหนึ่งทฤษฏี) นี่คือการพูดถึงคล้ายคลึงกับ (อาจจะเป็นทางการว่า?) อุณหภูมิในการจำลองการหลอมแบบคลาสสิก เรื่องนี้ทำให้เกิดคำถามว่าควอนตัมหลอมก่อน - เตรียมคุณสมบัติเช่นโดยเฉพาะสนามขวางแรกการแก้ไขเชิงเส้นระหว่างมิลโตเนียนและอื่น ๆ ; และอาจมีการแก้ไขเงื่อนไขเหล่านี้เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบได้อย่างแม่นยำกับการหลอมแบบดั้งเดิม มีแนวคิดเกี่ยวกับการหลอมควอนตัมที่มากขึ้นหรือน้อยลงซึ่งจะทำให้เราสามารถชี้ไปที่บางสิ่งและพูดว่า "นี่คือการหลอมควอนตัม" หรือ "นี่ไม่ใช่การหลอมควอนตัมที่แม่นยำเพราะ [มันเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติเพิ่มเติมบางอย่าง คุณสมบัติที่จำเป็น] " อีกวิธีหนึ่ง: สามารถหลอมควอนตัมสามารถอธิบายได้ในการอ้างอิงถึงกรอบมาตรฐานบางอย่าง - ในการอ้างอิงถึงหนึ่งในเอกสารที่มาเช่นสรวง Rev. E 58 (5355), 1998 [ PDF พร้อมใช้ฟรีที่นี่ ] - พร้อมกับรูปแบบทั่วไปที่ยอมรับว่าเป็นตัวอย่างของการหลอมควอนตัมด้วย? อย่างน้อยก็มีคำอธิบายที่แม่นยำเพียงพอที่เราสามารถพูดได้ว่าควอนตัมหลอมอย่างถูกต้อง generalises คลาสสิกจำลองการอบไม่ใช่โดย …

21 annealing  adiabatic-model 

นี่เป็นคำถามที่ฉันได้รับแรงบันดาลใจให้ถามตามคำถามนี้ซึ่งตั้งข้อสังเกตว่าการหลอมควอนตัมเป็นแบบจำลองที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงสำหรับการคำนวณมากกว่าแบบจำลองวงจรปกติ ฉันเคยได้ยินเรื่องนี้มาก่อนและมันเป็นความเข้าใจของฉันว่าแบบจำลองเกทไม่สามารถใช้ได้กับการหลอมควอนตัม แต่ฉันไม่เคยเข้าใจเลยว่าทำไมถึงเป็นเช่นนั้น ตามที่ฉันเข้าใจจากการพูดคุยหลายครั้ง (บางคนเขียนโดย D-wave ด้วยตัวเอง!) ความจริงที่ว่าผู้ค้ายาถูกกักขังอยู่ในบทละครมิลโตเนียนที่เล่นโดยเฉพาะ

21 d-wave  models  annealing 

เพื่อแสดงสถานะของคอมพิวเตอร์ควอนตัม qubits ทั้งหมดมีส่วนร่วมในเวกเตอร์สถานะหนึ่ง (นี่คือหนึ่งในความแตกต่างที่สำคัญระหว่างควอนตัมและการคำนวณแบบคลาสสิกที่ฉันเข้าใจ) ความเข้าใจของฉันคือมันเป็นไปได้ที่จะวัดเพียงหนึ่ง qubit จากระบบของหลาย qubits การวัดที่หนึ่งควิบิตมีผลกระทบต่อทั้งระบบอย่างไร (โดยเฉพาะมันมีผลต่อเวกเตอร์สถานะอย่างไร)

21 quantum-state  measurement 

ฉันกำลังศึกษาคอมพิวเตอร์ควอนตัมและข้อมูล ฉันได้ข้ามไปกับวลี 'รหัสพื้นผิว' แต่ฉันไม่สามารถหาคำอธิบายสั้น ๆ ว่ามันคืออะไรและมันทำงานอย่างไร หวังว่าพวกคุณจะช่วยฉันได้ หมายเหตุ: ถ้าคุณชอบคุณสามารถใช้คณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนบางอย่างฉันคุ้นเคยกับกลศาสตร์ควอนตัมในระดับหนึ่ง

21 error-correction  terminology 

ฉันเป็นนักเรียนวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และกำลังค้นหาแหล่งข้อมูลจากที่ฉันสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบจำลองการคำนวณควอนตัมหลักการทำงานของพวกเขาประตูของพวกเขาและอัลกอริทึมควอนตัมง่าย ๆ

21 resource-request 

คือพัวพันสกรรมกริยาในความหมายทางคณิตศาสตร์? คำถามของฉันคือ: พิจารณา 3 qubitsและq_3สมมติว่าq 3Q1, คิว2q1,q2q_1, q_2Q3q3q_3 Q1q1q_1และถูกพันกันและนั่นก็คือQ2q2q_2 Q2q2q_2และถูกพันกันQ3q3q_3 จากนั้นจะและพันกันยุ่งq 3Q1q1q_1Q3q3q_3 ? ถ้าเป็นเช่นนั้นทำไม ถ้าไม่มีตัวอย่างตัวอย่างที่เป็นรูปธรรมหรือไม่ ในความคิดของฉันพัวพัน: qubitsและมีการพันกันหากหลังจากติดตาม , qbitsและจะถูกพันกัน (การติดตามออกสอดคล้องกับการวัดและทิ้งผล)q 2 q 3 q 1 q 2 q 3 q 3Q1q1q_1Q2q2q_2Q3q3q_3Q1q1q_1Q2q2q_2Q3q3q_3Q3q3q_3 qubitsและมีการพันกันหากติดตามหลัง , qbitsและจะถูกพันกันq 3 q 1 q 2 q 3Q2q2q_2Q3q3q_3Q1q1q_1Q2q2q_2Q3q3q_3 qubitsและมีการพันกันหากติดตามหลัง , qbitsและจะถูกพันกันq 3 q 2 q 1 q …

20 entanglement 

ทำไมคุณต้องแก้ไขข้อผิดพลาด ความเข้าใจของฉันคือการแก้ไขข้อผิดพลาดลบข้อผิดพลาดจากเสียงรบกวน แต่เสียงควรจะเฉลี่ยตัวเองออก เพื่อให้ชัดเจนในสิ่งที่ฉันถามทำไมคุณทำไม่ได้แทนที่จะเกี่ยวข้องกับการแก้ไขข้อผิดพลาดเพียงดำเนินการพูดร้อยครั้งแล้วเลือกคำตอบเฉลี่ย / คำตอบที่พบบ่อยที่สุด

20 error-correction  noise 

สัญชาตญาณที่ฉันมีสำหรับเหตุผลที่การคำนวณควอนตัมสามารถทำได้ดีกว่าการคำนวณแบบดั้งเดิมคือลักษณะคลื่นของคลื่นช่วยให้คุณสามารถแทรกแซงข้อมูลหลายสถานะด้วยการดำเนินการเพียงครั้งเดียวซึ่งในทางทฤษฎีสามารถอนุญาตให้เร่งความเร็วแบบเอก แต่ถ้ามันเป็นเพียงแค่การแทรกแซงเชิงสร้างสรรค์ของรัฐที่มีความซับซ้อนทำไมไม่เพียงแค่ทำการแทรกแซงด้วยคลื่นแบบดั้งเดิมนี้? และในกรณีนั้นถ้าตัวเลขแห่งบุญเป็นเพียงไม่กี่ขั้นตอนที่สามารถคำนวณบางสิ่งได้ทำไมไม่เริ่มด้วยระบบพลวัตที่ซับซ้อนซึ่งมีการคำนวณที่ต้องการฝังอยู่ในนั้น (เช่นทำไมไม่สร้าง "analog simulators" สำหรับปัญหาเฉพาะ)

20 classical-computing 

มันน่าจะเป็นความเชื่อที่จัดขึ้นอย่างกว้างขวางภายในชุมชนทางวิทยาศาสตร์ว่ามันเป็นไปได้ที่จะทำ "สากล, ความผิดพลาด" ควอนตัมการคำนวณโดยใช้วิธีการออปติคอลโดยทำตามสิ่งที่เรียกว่า " เส้นตรงควอนตัมแสงคอมพิวเตอร์ (LOQC) " โดยหัวหอก KLM (Knill, Laflamme, Milburn) อย่างไรก็ตาม LOQC ใช้โหมดแสงเฉพาะที่มีค่าเป็นศูนย์หรือหนึ่งโฟตอนเท่านั้นไม่มาก โหมดต่อเนื่องของแสงจะมีโฟตอนมากกว่าหนึ่งภาพ กระดาษการคำนวณควอนตัมความน่าจะเป็นข้อบกพร่องสากลที่ทนต่อความผิดพลาดและปัญหาการสุ่มตัวอย่างในตัวแปรต่อเนื่อง Douce และคณะ (2018) [quant-ph arXiv: 1806.06618v1]อ้างว่าการคำนวณควอนตัมแบบ "ความน่าจะเป็นที่ยอมรับความผิดพลาดสากล" อาจเป็นไปได้โดยใช้โหมดต่อเนื่องของแสงบีบ กระดาษยิ่งไปกว่านั้นและอ้างว่ามันเป็นไปได้ที่จะแสดงควอนตัมสูงสุดโดยใช้โหมดต่อเนื่อง ในความเป็นจริงนามธรรมของกระดาษพูดว่า: ยิ่งไปกว่านั้นเราแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองนี้สามารถปรับให้เข้ากับปัญหาการสุ่มตัวอย่างที่ไม่สามารถจำลองได้อย่างมีประสิทธิภาพกับคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกเว้นแต่ว่าลำดับชั้นพหุนามจะยุบลง การเริ่มต้นประมวลผลเชิงควอนตัมเรียกว่าซานาดูที่มีความน่าเชื่อถือเพราะมันเขียนบทความหลายฉบับกับ Seth Lloyd ดูเหมือนว่าจะอ้างว่าในที่สุดพวกเขาก็จะสามารถคำนวณควอนตัมด้วยโหมดแสงต่อเนื่องและทำงานบางอย่างได้ดีกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิค . และกระนั้นสิ่งที่พวกเขากำลังทำอยู่ดูเหมือนว่าฉันจะใช้การคำนวณแบบอะนาล็อก (สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดที่ยอมรับได้สำหรับการประมวลผลแบบอะนาล็อกหรือไม่) นอกจากนี้ยังใช้การบีบอัดและการกำจัด การดำเนินการดังกล่าวไม่อนุรักษ์พลังงาน (การบีบหรือการเปลี่ยนโหมดสามารถเปลี่ยนพลังงานของมัน) ดังนั้นการดำเนินการดังกล่าวดูเหมือนจะต้องมีการแลกเปลี่ยนของปริมาณขนาดมหึมา (ไม่ใช่ปริมาณเชิงปริมาณ) ของพลังงานกับสภาพแวดล้อมภายนอกซึ่งอาจนำเสียงรบกวนจำนวนมากเข้ามา การควบคุมคุณภาพ นอกจากนี้การบีบได้รับความสำเร็จในห้องแล็บสำหรับค่าเล็กน้อยที่ จำกัด และการเรียกร้องความเป็นสากลอาจต้องการการบีบขนาดใหญ่โดยพลการเป็นทรัพยากร ดังนั้นคำถามของฉันคือคนเหล่านี้มองโลกในแง่ดีเกินไปหรือไม่? การประมวลผลแบบใดที่สามารถทำได้จริงในห้องปฏิบัติการด้วยโหมดแสงต่อเนื่อง

19 experiment  optical-quantum-computing  continuous-variable 

การคำนวณควอนตัมช่วยให้เราสามารถเข้ารหัสข้อมูลในวิธีที่แตกต่างเมื่อเทียบกับสิ่งที่เราใช้ในวันนี้ แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีประสิทธิภาพมากกว่าคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน ดังนั้นถ้าเราจัดการสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ (ดังนั้นใช้การเข้ารหัสควอนตัม) ผู้ที่เรียกว่า "แฮ็กเกอร์" จะมีโอกาสที่จะ "แฮ็ค" ในระบบมากขึ้นหรือน้อยลง? หรือมันเป็นไปไม่ได้ที่จะตัดสินมัน?

19 algorithm  cryptography  classical-computing 

ในขณะที่เราเข้าสู่การเรียนรู้ของเครื่องดูเหมือนว่ามีหลักสูตรที่น่าเชื่อถือมากมายออนไลน์ผ่าน Coursera, edX และอื่น ๆ ในหัวข้อ เนื่องจากการประมวลผลเชิงควอนตัมยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นไม่ต้องพูดถึงมันน่ากลัวอย่างไม่น่าเชื่อจึงมีความสำคัญที่เข้าใจง่ายมีหลักสูตรเบื้องต้นให้บริการ ฉันสามารถค้นหาหลักสูตรเหล่านี้: ควอนตัมสารสนเทศศาสตร์ฉันส่วนที่ 1 ควอนตัมเลนส์ 1: โฟตอนเดียว อย่างไรก็ตามฉันไม่แน่ใจว่าหลักสูตรที่สองนั้นมีความเกี่ยวข้อง เห็นได้ชัดว่าคำถามนี้อาจได้รับประโยชน์จากการได้รับคำตอบในอนาคตอันใกล้เนื่องจากหัวข้อจะกลายเป็นกระแสหลักอย่างต่อเนื่อง

19 resource-request 

ตู้เย็นเจือจางเป็นวิธีเดียวที่ทำให้เย็นยิ่งยวด qubits ลงไป 10 millikelvin? ถ้าไม่วิธีอื่นมีอะไรบ้างและทำไมการทำให้เจือจางเป็นวิธีหลัก

19 physical-realization  architecture  physical-qubit  superconducting-quantum-computing  dilution-refrigerator 

รหัสการแก้ไขข้อผิดพลาดของควอนตัมใดที่ปัจจุบันบันทึกในแง่ของเกณฑ์สูงสุดสำหรับการยอมรับข้อผิดพลาด ? ฉันรู้ว่ารหัสพื้นผิวนั้นค่อนข้างดี ( ?) แต่การค้นหาหมายเลขที่แน่นอนนั้นยาก ฉันยังอ่านเกี่ยวกับการวางหลักเกณฑ์ทั่วไปของรหัสพื้นผิวไปยังกลุ่ม 3 มิติ (การแก้ไขข้อผิดพลาดเชิงทอพอโลยีเชิงปริมาณ) ฉันเดาว่าแรงจูงใจหลักสำหรับการวิจัยนี้คือการเพิ่มเกณฑ์สำหรับการคำนวณความยาวโดยพลการ≈ 10- 2≈10-2\approx10^{-2} คำถามของฉันคือ: รหัสการแก้ไขข้อผิดพลาดเชิงควอนตัมใดที่มีขีด จำกัด สูงสุด (ดังที่ได้รับการพิสูจน์ในขณะที่เขียนนี้) เพื่อที่จะตัดสินคุณค่านี้มันจะเป็นการดีที่ได้รู้ว่าเกณฑ์ใดที่สามารถทำได้ในทางทฤษฎี ดังนั้นหากคุณรู้ว่าขอบเขตที่ไม่ดี (ไม่น่ารำคาญ) สำหรับเกณฑ์การแก้ไขข้อผิดพลาดของควอนตัมโดยพลการนั้นน่าจะดี

19 error-correction  noise  fault-tolerance 

ฉันอ่านเกี่ยวกับข้อผิดพลาด 9-qubit, 7-qubit และ 5-qubit เมื่อเร็ว ๆ นี้ แต่ทำไมไม่มีรหัสข้อผิดพลาดในการแก้ไขควอนตัมที่น้อยกว่า 5 qubits?

19 error-correction