ควอนตัมคอมพิวเตอร์

ในคอมพิวเตอร์ไบนารีคลาสสิก, ตัวเลขจริงมักจะเป็นตัวแทนของการใช้มาตรฐาน IEEE 754 ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมคุณสามารถทำเช่นนี้ได้เช่นกัน - และสำหรับการตรวจวัดนี้ (หรือมาตรฐานที่คล้ายกัน) อาจมีความจำเป็นเนื่องจากผลลัพธ์ของการวัดใด ๆ คือไบนารี แต่ตัวเลขจริงสามารถจำลองได้ง่ายขึ้นและ / หรือแม่นยำมากขึ้นภายใน qubits โดยใช้วิธีการที่แตกต่างกันก่อนที่การวัดจะเกิดขึ้น? ถ้าเป็นเช่นนั้นมีกรณีการใช้งานที่มีประโยชน์จริง ๆ หรือไม่โดยเห็นว่า (ฉันสมมติว่า) ความแม่นยำเพิ่มเติมใด ๆ จะหายไปเมื่อทำการวัด เพื่อความชัดเจนฉันไม่จำเป็นต้องมองหามาตรฐานที่มีอยู่เพียงเพื่อความคิดหรือคำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการแสดงตัวเลขเหล่านั้น หากมีการวิจัยใด ๆ เกี่ยวกับเรื่องนี้มันก็จะเป็นประโยชน์เช่นกัน

14 quantum-state  measurement  technical-standards 

Daniel Sank พูดถึงในความคิดเห็นตอบสนองต่อความคิดเห็นของฉันว่าความเร็วคงที่สำหรับปัญหาที่ยอมรับอัลกอริทึมเวลาพหุนามนั้นน้อย10810810^8 ทฤษฎีความซับซ้อนเป็นวิธีที่หมกมุ่นเกินไปกับขีด จำกัด ขนาดที่ไม่มีขีด จำกัด สิ่งที่สำคัญในชีวิตจริงคือความรวดเร็วในการตอบปัญหาของคุณ ในวิทยาการคอมพิวเตอร์มันเป็นเรื่องธรรมดาที่จะไม่สนใจค่าคงที่ในอัลกอริทึมและทั้งหมดนี้กลับกลายเป็นว่าทำงานได้ค่อนข้างดี (ผมหมายถึงมีอยู่ที่ดีและปฏิบัติอัลกอริทึม. ฉันหวังว่าคุณจะให้ฉัน (นักวิจัยทฤษฎี) ขั้นตอนวิธีการมีมือที่ค่อนข้างใหญ่ในครั้งนี้!) แต่ฉันเข้าใจว่านี่เป็นสถานการณ์ที่แตกต่างกันเล็กน้อยขณะนี้เรา: ไม่ได้เปรียบเทียบอัลกอริธึมสองตัวที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวกัน แต่อัลกอริทึมที่แตกต่างกันสอง (เล็กน้อย) บนคอมพิวเตอร์สองเครื่องที่แตกต่างกันมาก ตอนนี้เรากำลังทำงานกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมซึ่งการวัดความสมบูรณ์แบบแบบดั้งเดิมอาจไม่เพียงพอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิธีการวิเคราะห์ขั้นตอนวิธีการเป็นเพียงวิธีการ ฉันคิดว่าวิธีการคำนวณแบบใหม่อย่างรุนแรงต้องการการตรวจสอบที่สำคัญของวิธีการประเมินประสิทธิภาพปัจจุบันของเรา! ดังนั้นคำถามของฉันคือ: เมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของอัลกอริธึมบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมกับอัลกอริธึมบนคอมพิวเตอร์คลาสสิคการฝึกปฏิบัติของค่าคงที่ 'ละเว้น' เป็นวิธีปฏิบัติที่ดีหรือไม่?

14 algorithm  performance  classical-computing 

ในความเห็นเกี่ยวกับคำตอบของฉันสำหรับคำถาม: อะไรคือสิ่งที่ทุกคนและวิธีการที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณควอนตัมทอพอโลยี? ฉันถูกขอให้เป็นตัวอย่างเฉพาะของการเกิดของใครก็ตามในธรรมชาติ ฉันใช้เวลาค้นหา 3 วัน แต่ทุกบทความอ้างถึง "การทดลองที่เสนอ" หรือ "หลักฐานที่ชัดเจนเกือบ" Anyel Abelian : ค่าใช้จ่ายที่เป็นเศษส่วนได้รับการวัดได้โดยตรงตั้งแต่ปี 1995 แต่ในการค้นหาของฉัน, บทความทั้งหมดชี้ไปที่หลักฐานของสถิติเศษส่วนหรือปัจจัยการแลกเปลี่ยนชี้ไปที่นี้เกือบ 7 ปีก่อนการพิมพ์ , ที่พวกเขาพูดในนามธรรมว่า "ยืนยัน" การตรวจสอบขั้นตอนการทำนายตามทฤษฎีของในeiθ≠±1eiθ≠±1e^{i\theta}\ne\pm1θ=2π/3θ=2π/3\theta =2\pi/3ν=7/3ν=7/3\nu=7/3สถานะของระบบควอนตัมฮอลล์ อย่างไรก็ตามดูเหมือนว่ากระดาษจะไม่ผ่านการตรวจสอบของวารสาร ไม่มีลิงก์ไปยังวารสาร DOI บน arXiv ใน Google Scholar ฉันคลิก "ดูทั้ง 5 เวอร์ชัน" แต่ทั้ง 5 เวอร์ชันเป็น arXiv ฉันสงสัยว่าชื่อของบทความอาจมีการเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาของการเผยแพร่ดังนั้นไปตามหามันในเว็บไซต์ของผู้เขียน ผู้เขียนคนสุดท้ายมีภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าของมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันที่ระบุว่าเป็น บริษัท ในเครือ แต่ไม่ปรากฏในรายชื่อผู้คนของภาควิชานั้น (หลังจากคลิกที่ "คน" ฉันคลิกที่ "คณะ" "เทคนิค" …

14 experiment  topological-quantum-computing  anyons 

ฉันสนใจในอัลกอริทึมควอนตัมที่ได้รับเป็นอินพุทลำดับ n บิตและที่ผลิตออกเป็นรุ่น reshuffled (เปลี่ยนแปลง) ของลำดับ n บิตนี้ เช่นถ้าอินพุตเป็น 0,0,1,1 (ดังนั้น n = 4 ในกรณีนี้) คำตอบที่เป็นไปได้คือ: 0,0,1,1 0,1,0,1 0,1,1,0 1,0,0,1 1,0,1,0 1,1,0,0 โปรดทราบว่าควรสร้างเพียงหนึ่งเอาต์พุตซึ่งจะถูกเลือกแบบสุ่มในเอาต์พุตที่ใช้ได้ทั้งหมด วิธีนี้จะนำไปใช้ที่ดีที่สุดในอัลกอริทึมควอนตัมได้อย่างไร? คำตอบสำหรับเรื่องนี้ได้เสนอไปแล้วซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของคำตอบสำหรับวิธีสร้างอัลกอริทึมควอนตัมที่สร้างลำดับ 2 n บิตด้วยจำนวน 1 บิตเท่ากันหรือไม่ . แต่ปัญหาของการแก้ปัญหาคือต้องใช้(n2)(n2)\binom{n}2ช่วย qubits ซึ่งมีขนาดใหญ่อย่างรวดเร็วถ้า n มีขนาดใหญ่ บันทึก: โปรดอย่าให้อัลกอริทึมแบบดั้งเดิมโดยไม่มีคำอธิบายใด ๆ ว่าขั้นตอนของอัลกอริธึมแบบคลาสสิคสามารถแมปกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมสากลได้อย่างไร สำหรับฉันมี 2 วิธีที่ดีในการตีความ"เลือกแบบสุ่มระหว่างผลลัพธ์ที่ดีที่สุดที่เป็นไปได้" : (1) ผลลัพธ์ที่ดีที่เป็นไปได้แต่ละรายการมีโอกาสเท่าเทียมกันในการเลือก (2) ทุกผลลัพธ์ที่ดีที่เป็นไปได้มีโอกาส> 0 ของการถูกเลือก

14 algorithm 

จากสิ่งที่ฉันเข้าใจดูเหมือนว่าจะมีความแตกต่างระหว่างแบบจำลองการควอนตัมแบบควอนตัมและแบบควอนตัมแบบอะเดียแบติก แต่สิ่งเดียวที่ฉันพบในหัวข้อนี้แสดงถึงผลลัพธ์แปลก ๆ (ดูด้านล่าง) คำถามของฉันมีดังต่อไปนี้: อะไรคือความแตกต่าง / ความสัมพันธ์ระหว่างการหลอมควอนตัมและการคำนวณควอนตัมอะเดียแบติก? การสังเกตที่นำไปสู่ผลลัพธ์ที่ "แปลก": บนวิกิพีเดียการคำนวณควอนตัมแบบอะเดียแบติกถูกอธิบายว่าเป็น "คลาสย่อยของการหลอมควอนตัม" ในทางกลับกันเรารู้ว่า: การคำนวณควอนตัม Adiabatic เทียบเท่ากับแบบจำลองควอนตัมวงจร ( arXiv: quant-ph / 0405098v2 ) คอมพิวเตอร์ DWave ใช้การหลอมควอนตัม ดังนั้นโดยการใช้ข้อเท็จจริง 3 ข้อข้างต้นคอมพิวเตอร์ควอนตัม DWave ควรเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมสากล แต่จากสิ่งที่ฉันรู้คอมพิวเตอร์ DWave ถูก จำกัด ให้เป็นปัญหาที่เฉพาะเจาะจงมากดังนั้นพวกเขาจึงไม่สามารถเป็นสากลได้ (วิศวกรของ DWave ยืนยันสิ่งนี้ในวิดีโอนี้ ) ในฐานะที่เป็นคำถามด้านปัญหาของการให้เหตุผลข้างต้นคืออะไร

14 annealing  models  adiabatic-model 

ชุดเกตที่ใช้โดยทั่วไปสำหรับการคำนวณควอนตัมประกอบด้วยคลิฟฟอร์ดเดี่ยว (Paulis, H และ S) และการควบคุมแบบไม่และ / หรือการควบคุมแบบซี หากต้องการไปไกลกว่า Clifford เราชอบที่จะมีการหมุน qubit เดียวเต็มรูปแบบ แต่ถ้าเรายังน้อยเราก็แค่หา T (รากที่สี่ของ Z) รูปแบบเฉพาะของชุดประตูนี้ปรากฏขึ้นทุกอย่าง เช่น Quantum Experiment p ของ IBM เป็นต้น ทำไมประตูเหล่านี้ใช่มั้ย ตัวอย่างเช่น H ทำงานของการทำแผนที่ระหว่าง X และ Z S ทำงานในการทำแผนที่ระหว่าง Y และ X ในทำนองเดียวกัน แต่ปัจจัยก็จะได้รับการแนะนำ ทำไมเราไม่ใช้ unitary like like Hadamardแทนที่จะเป็น S? หรือทำไมเราไม่ใช้สแควร์รูทของ Y แทน H? แน่นอนว่ามันจะเทียบเท่าคณิตศาสตร์ …

14 quantum-gate  history  technical-standards 

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเครื่องมือชีวภาพ / โมเลกุลที่อนุญาตให้สิ่งมีชีวิตจัดการกับการคำนวณควอนตัมเช่นโปรตีนแฟนซีที่ให้นกจัดการกับการเชื่อมโยงกันของควอนตัม (เช่นเข็มควอนตัมของเข็มทิศแม่เหล็กนกหรือLocal-Cone Localization บทบาทของ Magnetoreception สำหรับ European Robin Cryptochrome 4 ) ฉันสงสัยว่า: เครื่องมือเหล่านี้แก้ปัญหาที่คุณ (นักวิจัยด้านการคำนวณควอนตัม) แล้วหรือยัง? มีปัญหาเฉพาะของเครื่องมือเหล่านี้ 'ต้อง' แก้ปัญหาอย่างใดที่คุณกำลังดิ้นรนที่ห้องปฏิบัติการของคุณ? เราสามารถใช้พวกมันได้ (แม้ว่านี่จะหมายถึงการเปลี่ยนกระบวนทัศน์ไปสู่เทคโนโลยีชีวภาพ)?

14 architecture  solid-state  biocomputing 

คำอธิบายออนไลน์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมมักจะพูดถึงวิธีการที่พวกเขาจะต้องเก็บไว้ใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ )(0 K or −273.15 ∘C)(0 K or −273.15 ∘C)\left(0~\mathrm{K}~\text{or}~-273.15~{\left. {}^{\circ}\mathrm{C} \right.}\right) คำถาม: ทำไมคอมพิวเตอร์ควอนตัมต้องทำงานภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงเช่นนี้ ความต้องการอุณหภูมิต่ำมากเหมือนกันสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมทุกเครื่องหรือแตกต่างกันไปตามสถาปัตยกรรมหรือไม่? จะเกิดอะไรขึ้นถ้าพวกเขาร้อนเกินไป? แหล่งที่มา: Youtube , D-Wave

14 physical-realization  architecture  experiment 

รุ่นที่แข็งแกร่งของวิทยานิพนธ์คริสตจักรทัวริงระบุว่า: กระบวนการอัลกอริทึมใด ๆ สามารถจำลองได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้เครื่องทัวริง ตอนนี้ในหน้า 5 (บทที่ 1) หนังสือการคำนวณควอนตัมและข้อมูลควอนตัม: ฉบับครบรอบ 10 ปีโดย Michael A. Nielsen, Isaac L. Chuangกล่าวต่อไปว่า: ระดับหนึ่งของความท้าทายในการที่แข็งแกร่งวิทยานิพนธ์โบสถ์ทัวริงมาจากเขตของการคำนวณแบบอะนาล็อก ในปีที่ผ่านมาตั้งแต่ทัวริงทีมนักวิจัยหลายคนสังเกตว่าคอมพิวเตอร์อะนาล็อกบางประเภทสามารถแก้ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งเชื่อว่าไม่มีวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพในเครื่องทัวริง เมื่อเห็นแวบแรกคอมพิวเตอร์อะนาล็อกเหล่านี้ดูเหมือนจะละเมิดรูปแบบที่แข็งแกร่งของวิทยานิพนธ์ทัวริสต์ของโบสถ์ น่าเสียดายที่การคำนวณแบบอะนาล็อกปรากฎว่าเมื่อสมมติฐานที่เป็นจริงเกี่ยวกับการมีสัญญาณรบกวนในคอมพิวเตอร์อะนาล็อกเกิดขึ้นพลังของมันจะหายไปในทุกกรณีที่ทราบ พวกเขาไม่สามารถแก้ไขปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้บนเครื่องทัวริงอย่างมีประสิทธิภาพ บทเรียนนี้ - นั่นคือเอฟเฟกต์ของสัญญาณรบกวนที่สมจริงจะต้องนำมาพิจารณาในการประเมินประสิทธิภาพของแบบจำลองการคำนวณ - เป็นหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ของการคำนวณควอนตัมและข้อมูลควอนตัมซึ่งเป็นความท้าทายที่ประสบความสำเร็จจากการพัฒนาทฤษฎีของรหัสการแก้ไขข้อผิดพลาดเชิงควอนตัม . ดังนั้นในการคำนวณเชิงควอนตัมจึงไม่เหมือนกับการคำนวณแบบอะนาล็อกซึ่งแตกต่างจากการคำนวณแบบอะนาล็อกที่สามารถทนต่อเสียงรบกวนที่จำกัดและยังคงมีข้อได้เปรียบในการคำนวณ เสียงรบกวนในบริบทนี้มีความหมายอะไรกันแน่? พวกเขาหมายถึงเสียงความร้อนหรือไม่ มันแปลกที่ผู้เขียนไม่ได้กำหนดหรือชี้แจงความหมายของเสียงในหน้าก่อนหน้าของตำราเรียน ฉันสงสัยว่าพวกเขากำลังพูดถึงเสียงรบกวนในการตั้งค่าทั่วไปมากขึ้น เช่นแม้ว่าเราจะได้รับการกำจัดของเดิมเสียงที่ชอบ - อุตสาหกรรมเสียง , การสั่นเสียงความร้อนเสียง (หรือลดพวกเขาให้อยู่ในระดับเล็กน้อย) เสียงก็ยังหมายถึงความไม่แน่นอนในความกว้างเฟส ฯลฯ ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการที่อยู่ภายใต้ ธรรมชาติเชิงกลควอนตัมของระบบ

14 noise 

พวกเราส่วนใหญ่ในเว็บไซต์นี้เชื่อว่าการคำนวณควอนตัมจะใช้งานได้ อย่างไรก็ตามมาเล่นเป็นทนายของปีศาจ ลองนึกภาพว่าในทันใดนั้นเราก็พบสิ่งกีดขวางพื้นฐานบางอย่างที่ขัดขวางการพัฒนาต่อไปสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสากล บางทีเราอาจถูก จำกัด ให้ใช้อุปกรณ์ NISQ (Noisy, Intermediate Scale Quantum) 50-200 qubits เพื่อการโต้แย้ง การศึกษาการคำนวณควอนตัม (ทดลอง) หยุดกะทันหันและไม่มีความคืบหน้าเพิ่มเติม มีอะไรดีบ้างจากการศึกษาคอมพิวเตอร์ควอนตัม? โดยสิ่งนี้ฉันหมายถึงเทคโนโลยีควอนตัมที่คาดว่าจะได้รับซึ่งเป็นผู้สมัครที่ชัดเจนที่สุดคือการกระจายคีย์ควอนตัม แต่ยังมีผลลัพธ์ทางเทคนิคที่ฟีดเข้าไปในสาขาอื่น แทนที่จะเป็นเพียงรายการรายการคำอธิบายสั้น ๆ ของแต่ละรายการจะได้รับการชื่นชม

14 technologies  applications  nisq 

"qubit" คืออะไร? Google บอกฉันว่าเป็นอีกคำหนึ่งสำหรับ "ควอนตัมบิต" เป็น "บิตควอนตัม" คืออะไรร่างกาย ? "ควอนตัม" เป็นอย่างไร? มันมีจุดประสงค์อะไรในการคำนวณควอนตัม? หมายเหตุ:ฉันต้องการคำอธิบายที่คนธรรมดาเข้าใจง่าย ควรอธิบายคำศัพท์เฉพาะสำหรับการคำนวณควอนตัมในแง่ที่ค่อนข้างง่าย

14 physical-qubit 

เกี่ยวข้องกับคำถามนี้เล็กน้อย แต่ไม่เหมือนกัน วิทยาการคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมไม่จำเป็นต้องมีความรู้ด้านฟิสิกส์สำหรับนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เพื่อให้สามารถวิจัยและพัฒนาในสาขานี้ได้ แน่นอนว่าคุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับเลเยอร์ทางกายภาพพื้นฐานเมื่องานวิจัยของคุณเกี่ยวข้องกับสิ่งนั้น แต่ในหลาย ๆ กรณีคุณสามารถเพิกเฉยได้ (เช่นเมื่อออกแบบอัลกอริทึม) แม้ว่ารายละเอียดสถาปัตยกรรมมีความสำคัญ (เช่นเค้าโครงแคช) บ่อยครั้งที่ไม่จำเป็นต้องรู้รายละเอียดทั้งหมดเกี่ยวกับพวกเขาหรือวิธีการนำไปใช้ในระดับกายภาพ การคำนวณควอนตัมมาถึงระดับ "วุฒิภาวะ" หรือไม่? คุณสามารถออกแบบอัลกอริทึมควอนตัมหรือทำวิจัยจริงในสาขานักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่ไม่รู้เรื่องควอนตัมฟิสิกส์หรือไม่? คุณสามารถ "เรียนรู้" การคำนวณควอนตัมโดยไม่สนใจด้านกายภาพและคุ้มค่าหรือไม่ (ในแง่ของอาชีพทางวิทยาศาสตร์)

14 resource-request 

ฉันเป็นนักศึกษาวิศวกรรมไฟฟ้าปีแรก ฉันต้องการศึกษาการคำนวณควอนตัมและควอนตัม AI ในอนาคตและอาจใช้ในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม ฉันได้เสร็จสิ้นการแนะนำเกี่ยวกับพีชคณิตเชิงเส้นของ Strang สองครั้งแล้วและพีชคณิตเชิงเส้นของ Axler ทำถูกต้องแล้ว ฉันเรียนหลักสูตรความน่าจะเป็นของ MIT OCW 6.041 เสร็จแล้ว ฉันรู้แคลคูลัส 1, 2 และ 3 และสมการเชิงอนุพันธ์ ฉันมีคำถาม 2 ข้อ: พื้นหลังของฉันเพียงพอสำหรับการศึกษาการคำนวณควอนตัมหรือไม่? ฉันควรเริ่มจากที่ไหน / วัสดุใดที่คุณแนะนำ?

14 resource-request  research 

หากต้องการเริ่มสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมจากศูนย์ในการจำลอง (เช่นวิธีที่ผู้คนสร้างคอมพิวเตอร์คลาสสิคตั้งแต่เริ่มต้นในหลักสูตร Nand2Tetris ) เป็นไปได้หรือไม่ ถ้าใช่จะมีแนวทางอะไรบ้างที่เป็นไปได้? นอกจากนี้สิ่งที่จะเป็นข้อ จำกัด ของเครื่องจำลองที่ได้รับจากพลังการคำนวณแบบคลาสสิค ตัวอย่างเช่นหากเราเลือกเดสก์ท็อป / แล็ปท็อปโดยเฉลี่ยของคุณจะมีข้อ จำกัด อะไรบ้าง ถ้าเราใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (เช่นไททัน) แล้วขีด จำกัด คืออะไร?

13 simulation  performance 

ฉันได้ทำการค้นคว้าและพบเอกสารที่แตกต่างกันสองสามเรื่องที่พูดถึงเกม xor (คลาสสิกและควอนตัม) ฉันอยากรู้ว่าใครบางคนสามารถให้คำอธิบายเบื้องต้นเกี่ยวกับเกม xor ได้อย่างแม่นยำว่าพวกเขาใช้หรือมีประโยชน์ในการคำนวณควอนตัมอย่างไร

13 foundations  games