Классический компьютер

Cтраница 1

Классические компьютеры испытывают огромные трудности, решая такие задачи квантовой механики. Но квантовые могли бы сделать то легко. Именно такая возможность вдохновила позднего Ричарда Фейнмана рассуждать о том, могут ли квантовые компьютеры быть действительно построены. [1]

Хотя классические компьютеры используют экстра-биты для обнаружения и исправления ошибок, многие эксперты были удивлены, когда Шор и другие показали, что то же самое может быть сделано квантовомеханически. Они наивно полагали, что квантовое исправление ошибок требует измерения состояния системы и, следовательно, нарушения когерентности. Однако оказалось, что квантовые ошибки могут быть исправлены внутри компьютера, без вмешательства приора, считывающего ошибочное состояние. [2]

От состояния к состоянию. Квантовая диффузия - это перенос малой мнимой амплитуды от одного состояния к другому. Если фаза одного состояния повернута по отношению к фазе другого, имеется суммарный перенос от одного состояния к другому. [3]

В точности как и классический компьютер, квантовый компьютер может быть представлен множеством бинарных систем. Каждая бинарная система - это квантово-механический бит, называемый кубитом, который находится в суперпозиции двух состояний. Квантовый алгоритм поиска начинается с установки системы п кубитов в однородную суперпозицию всех 7V 2П состояний. Затем проводится чередующаяся последовательность квантовых диффузий и фазовых поворотов. После примерно ir / N / 4: повторений амплитуда концентрируется на требуемом состоянии. Теперь измерение обнаруживает нужное состояние с достоверностью. [4]

В точности как и классический компьютер, квантовый компьютер может быть представлен множеством бинарных систем. Каждая бинарная система - это квантово-механический бит, называемый кубитом, который находится в суперпозиции двух состояний. Квантовый алгоритм поиска начинается с установки системы п кубитов в однородную суперпозицию всех N 2п состояний. Затем проводится чередующаяся последовательность квантовых диффузий и фазовых поворотов. После примерно Tr - N / 4: повторений амплитуда концентрируется на требуемом состоянии. Теперь измерение обнаруживает нужное состояние с достоверностью. [6]

На оставшейся части прогона работает классический компьютер, выполняя следующие шаги. [7]

Вот почему мне кажется, что квантовая механика не может быть имитирована локальным классическим компьютером. [8]

Модельный квантовый компьютер в представлении Шора. Первоначально все частицы имеют спины вниз. Этап а классическая машина. [9]

Эти три этапа повторяются много раз в соответствии с командами, заданными обычным классическим компьютером. [10]

Тем не менее операции обработки информации в квантовом компьютере сходны с аналогичными операциями в классическом компьютере. При обработке квантовой информации ворота ( gates) производят унитарные преобразования, а провода переносят кубиты без изменений. [11]

В случае поиска в базе данных, вычисления, которые требуют времени Т на классическом компьютере, могут быть сделаны за время порядка fT на квантовом компьютере. Было бы очень интересно найти общий способ выделения классических алгоритмов, которые допускают такой вид fT квантового ускорения. В частности, классические компьютеры обычно решают полные NP-проблемы не вслепую, пока не встретится желательное решение, а делая перебор, который является значительно более продуманным и эффективным, и при этом остается достаточно приемлемым. До какой степени эти наиболее эффективные алгоритмы могут быть улучшены с помощью квантовых вычислений. [12]

В случае поиска в базе данных, вычисления, которые требуют времени Т на классическом компьютере, могут быть сделаны за время порядка / T на квантовом компьютере. Было бы очень интересно найти общий способ выделения классических алгоритмов, которые допускают такой вид / T квантового ускорения. В частности, классические компьютеры обычно решают полные NP-проблемы не вслепую, пока не встретится желательное решение, а делая перебор, который является значительно более продуманным и эффективным, и при этом остается достаточно приемлемым. До какой степени эти наиболее эффективные алгоритмы могут быть улучшены с помощью квантовых вычислений. [13]

Все же, достичь размеров, которые сделают квантовые компьютеры настолько большими, чтобы конкурировать с самыми быстрыми классическими компьютерами, будет особенно трудно. Но мы полагаем, что принять вызов на такое состязание имеет большое значение. Квантовые компьютеры, даже скромные, будут необходимы суперлаборатории для изучения принципов квантовой механики. С этими приборами исследователи будут иметь возможность исследовать другие квантовые системы, представляющие фундаментальный интерес, просто запуская соответствующие программы. [14]

В частности, наш простой квантовый компьютер может определить общие свойства неизвестной функции, используя меньшее количество вызовов функции, нежели при использовании классического компьютера. [15]

Страницы: 1 2 3