¿Alguien interesado en la posible operación / uso de computadoras cuánticas? [cerrado]

Question

Pasé por un período de interés en cómo funcionan las computadoras cuánticas y para qué podrían ser buenas si alguna vez se vuelven prácticas. Sé que se habla de ellos para descifrar códigos. Estaba interesado en usarlos para validar el software al intentar esencialmente todo lo posible entradas (en paralelo) y ver si se alcanza algún estado de error.

Sé que es un poco una pregunta de cielo azul, pero me pregunto si otros están interesados ??en las computadoras cuánticas, cómo podrían funcionar y para qué serían útiles.

Agregado: Solo por diversión, déjame lanzar un mini tutorial:

Suponga que tiene N bits de memoria para jugar. Suponga que puede cargar esos bits (o algunos de ellos) con sus datos de entrada. Luego, suponga que hay una secuencia finita de operaciones que puede hacer en ellas (sin usar memoria adicional) dejando la respuesta en ellas.

Para hacer esto con una computadora cuántica, solo es necesario que se asegure de que todo el cálculo sea reversible, reservando algunos de los bits para registrar las ramas que tomó, para que pueda deshacerlas. Si hace eso, todas las operaciones se pueden escribir como simples transformaciones de matriz unitarias en los N bits. (Una transformación unitaria es una rotación pura en el sistema de coordenadas N-dimensionales). Por lo tanto, realizar el cálculo consiste en aplicar una sucesión de rotaciones puras en el vector de bits.

Si hace esto, entonces si el vector de N bits está en una computadora cuántica, se puede inicializar en un estado donde todas las 2 ^ N (o menos) entradas posibles se superponen al mismo tiempo en universos paralelos. ;. Luego, si hace el cálculo, lo está haciendo todo al mismo tiempo.

Ahora todo lo que tiene que hacer para ver si una de las entradas le da una respuesta particular es dejar que se ejecute a un estado particular. Si lo detiene y examina el estado, lo que hace es elegir uno de los universos al azar y tirar todo el resto. Entonces, lo que el algoritmo de Grover le permite hacer es, sin detenerlo, acentuar la probabilidad de los universos con el estado de respuesta. Luego lo ejecuta hacia adelante, luego hacia atrás, luego hacia adelante, y así sucesivamente durante varias iteraciones hasta que el universo de respuesta tenga una probabilidad muy alta. Entonces, si lo examina, tiene una alta probabilidad de ver la respuesta que desea.

Menos mal ...

Answer 1

Durante mi módulo de AI simbólico en la universidad, se me pidió que hiciera una pequeña presentación a la clase sobre un tema determinado, siendo mi tema Aplicaciones de IA. Mi tema en esta presentación fue la computación cuántica en IA.

Si la información que escribo aquí está desactualizada / mal / pobre, no se enoje demasiado. Solo soy un estudiante de segundo año de CS en una universidad horrible que confía en su memoria para la mayoría de estos detalles.

El poder de la computación cuántica parece ser su capacidad para trabajar en cosas increíblemente rápidas (debido a sus estados percibidos si no recuerdo mal). Obviamente, esto cambiará por completo la seguridad, ya que los piratas informáticos de sombrero blanco y negro aprovecharán la oportunidad de desarrollar y probar los diversos métodos de sistemas seguros. Si te interesa la física, ¡este es el tema para ti! Si desea leer más acerca de cómo se pueden usar las computadoras cuánticas en seguridad utilizando algoritmos para factorizar números grandes lea este documento de Peter Shor .

Su poder proviene del Qubit y una técnica conocida como Interferencia cuántica . Podría pasar todo el día hablando de eso, pero sería mejor que leyeras sobre el experimento de doble rendija para ver cómo funciona la computación cuántica.

Los compromisos informáticos convencionales de las puertas lógicas, mientras que las computadoras cuánticas tienen las suyas. Como muchas de estas computadoras han sido construidas (cableadas) para resolver ciertos problemas, hay una multitud de diferentes QLG (Quantum Logic Gates) propuestas para diferentes problemas. Funcionalmente, las redes cuánticas se forman utilizando estas puertas en un método conocido como Gate Arrays. Si necesita más información sobre esto, entonces el papel de Ekert es el camino a seguir.

Tenga en cuenta que la forma tradicional de representar las superposiciones es como vectores de contra-variante unitaria (uno por Qubit) en un espacio Hilbert de 2 ^ n dimensiones (donde n es el número de Qubits). Las puertas se definen como la rotación de estos universos y la transformación inevitable de Qubit. Una de esas puertas es la Hadamard Gate .

Quantum AI tiene un futuro brillante, pero no por mucho tiempo. Muchos académicos ven la computación cuántica como el futuro distante de la computación, de manera similar a como Charles Babbage veía su máquina.

Lo siento si esta respuesta se salió de control.

Answer 2

Solo para aclarar, el enlace que tiene allí habla sobre la verificación de máquinas de estados finitos. Eso podría ser una gran cosa en el mercado de hardware, pero desde allí hasta la verificación del software, el camino es largo.

En particular, el software se ejecuta sobre al menos los autómatas de la pila, si no sobre máquinas Turing.

Además, la verificación del software sin abstracción manual (verificación del modelo a la la) requeriría que usted resuelva el problema de detención. En el mejor de los casos, una computadora cuántica puede llevarlo de NP a P, no lo lleva de RE a R. Incluso si ejecuta cualquier elemento infinito en paralelo, en general no puede determinar si los programas finalizan. Aunque es posible que para ciertos programas puedan funcionar.

De cualquier manera, esperaré hasta que vea un sistema operativo que se ejecute en computadoras normales primero. Solo puedo imaginar el GPF de Quantum Computing ... "El universo realizó una acción ilegal y ahora implosionará". o algo así.

Answer 3

Estoy ligeramente interesado, como lo estoy en toda la ciencia, pero honestamente, no he pasado un momento investigándolos a fondo o pensando en cómo podrían aplicarse a los problemas en los que trabajo. Todavía tengo mucho que aprender sobre cómo aplicamos las arquitecturas de von Neumann-esque que usamos hoy.

Tal vez los núcleos múltiples y la paralelización masiva es un medio paso hacia ese tipo de problemas. Pero solo estoy gateando en esa dirección.

No tengo idea de cómo los programaría para algo útil.

Danny Hillis, de Connection Machine y Long Now, usó una máquina para escribir un algoritmo de clasificación que fue optimizado utilizando técnicas genéticas. Me pregunto si volver a visitar algo así sería un problema útil. ¿O tal vez una solución de álgebra lineal estable y más rápida?

¿Es la suya una pregunta retórica? ¿Tiene acceso a esa máquina, con planes a corto plazo para probar su idea?

Answer 4

Un enlace: http://www.dwavesys.com/index.php? page = aplicaciones

Answer 5

¿Estás bromeando?

Si la mitad de lo que David Deutsch dice es correcto, este será el final del cifrado o el final de la ruptura del cifrado, y hará que los problemas centrales en química, física y nanotecnología conozcan la pregunta no encontrando la respuesta .