Toute personne intéressée par le fonctionnement / l'utilisation possible des ordinateurs quantiques? [fermé]

Question

Je suis passé par une période d’intérêt sur le fonctionnement des ordinateurs quantiques et sur ce à quoi ils pourraient servir si ils devenaient pratiques. Je sais qu'on en parle pour le code-break. J'étais intéressé à les utiliser pour valider un logiciel en essayant essentiellement toutes les possibilités entrées (en parallèle) et voir si des états d'erreur sont atteints.

Je sais que c'est un peu une question de ciel bleu, mais je me demande si d'autres sont intéressés par les ordinateurs quantiques, comment ils pourraient fonctionner et à quoi ils pourraient servir.

Ajouté: Juste pour le plaisir, laissez-moi vous lancer un mini-tutoriel:

Supposons que vous ayez N bits de mémoire avec lesquels jouer. Supposons que vous puissiez charger ces bits (ou certains d’entre eux) avec vos données d’entrée. Ensuite, supposons qu’il existe une séquence finie d’opérations que vous pouvez effectuer sur elles (sans utiliser de mémoire supplémentaire) et laissant la réponse en elles.

Pour ce faire avec un ordinateur quantique, il suffit de vous assurer que tout le calcul est réversible, en réservant certains des bits aux enregistrements des branches que vous avez prises, afin de pouvoir les annuler. Si vous faites cela, alors toutes les opérations peuvent être écrites comme de simples transformations matricielles unitaires sur les N bits. (Une transformation unitaire est une rotation pure dans le système de coordonnées à N dimensions.) Le calcul consiste donc à appliquer une succession de rotations pures sur le vecteur bits.

Si vous faites cela, alors si le vecteur à N bits est dans un ordinateur quantique, il peut être initialisé dans un état dans lequel toutes les 2 ^ N (ou moins) entrées sont superposées en même temps dans des "univers parallèles". ;. Ensuite, si vous faites le calcul, il les fait tous en même temps.

Maintenant, tout ce que vous avez à faire pour voir si l’une des entrées vous donne une réponse particulière est de le laisser fonctionner dans un état particulier. Si vous l'arrêtez et examinez l'état, il choisit l'un des univers au hasard et jette tout le reste. Donc, ce que l’algorithme Grover vous permet de faire, c’est, sans l’arrêter, accentuer la probabilité que les univers aient l’état de réponse. Ensuite, vous le courez en avant, puis en arrière, puis en avant, et ainsi de suite pendant un certain nombre d'itérations jusqu'à ce que l'univers de réponses ait une probabilité très élevée. Ensuite, si vous l'examinez, vous avez une forte probabilité de voir la réponse que vous souhaitez.

Ouf ...

Answer 1

Pendant mon module Symbolic AI à l'université, on m'a demandé de faire une petite présentation à la classe sur un certain sujet, mon sujet étant les applications IA. Le sujet de cette présentation était l’informatique quantique en intelligence artificielle.

Si les informations que je vous écris ici sont obsolètes / erronées / médiocres, ne vous fâchez pas. Je ne suis qu'un étudiant en deuxième année de CS dans une université pourrie qui s'appuie sur sa mémoire pour la plupart de ces détails.

La puissance de l'informatique quantique semble être sa capacité à travailler sur des choses incroyablement rapides (en raison de ses états perçus, si je me souviens bien). Cela va évidemment changer complètement la sécurité, car les pirates blancs et noirs auront l'occasion de développer et de soumettre à un stress les différentes méthodes de systèmes sécurisés. Si vous êtes intéressé par la physique, ce sujet est pour vous! Si vous souhaitez en savoir plus sur la manière dont les ordinateurs Quantum peuvent être utilisés en sécurité, utilisez des algorithmes pour factoriser les grands nombres. lisez ce document de Peter Shor .

Son pouvoir provient du Qubit et d’une technique connue sous le nom de Interférence quantique . Je pourrais passer toute la journée à en parler, mais il serait préférable que vous lisiez l'expérience expérimentale à double fente pour voir comment fonctionne l'informatique quantique.

Les ordinateurs classiques comportent des portes logiques, tandis que les ordinateurs quantiques ont les leurs. Comme beaucoup de ces ordinateurs ont été construits (câblés) pour résoudre certains problèmes, une multitude de portes QLG (portes logiques quantiques) différentes sont proposées pour différents problèmes. Sur le plan fonctionnel, les réseaux Quantum sont formés à l'aide de ces portes selon une méthode connue sous le nom de Gate Arrays. Si vous avez besoin de plus d’informations à ce sujet, alors le papier Ekert est la solution.

Veuillez noter que la manière traditionnelle de représenter les super-positions est la suivante: des vecteurs contra-variant unitaires (un par Qubit) dans un espace de Hilbert à 2 ^ n dimensions (où n est le nombre de Qubits). Les portes sont définies comme faisant tourner ces univers et transformant inévitablement le Qubit. La porte de Hadamard est l'une de ces portes.

Quantum AI a un avenir prometteur, mais pas pour longtemps. De nombreux universitaires considèrent l'informatique quantique comme l'avenir lointain de l'informatique, un peu comme Charles Babbage a envisagé sa machine.

Désolé si cette réponse vous échappe un peu.

Answer 2

Juste pour clarifier, le lien que vous avez là-bas parle de vérification des machines à états finis. Cela pourrait être une bonne chose sur le marché HW, mais de là à la vérification de logiciel, le chemin est long.

En particulier, les logiciels fonctionnent au moins sur des automates de pile, voire sur des machines de Turing.

De plus, la vérification de logiciel sans abstraction manuelle (vérification de modèle) devrait vous obliger à résoudre le problème d'arrêt. Au mieux, un ordinateur quantique peut vous amener de NP à P, mais pas de RE à R. Même si vous exécutez un élément infini en parallèle, vous ne pouvez généralement pas déterminer si les programmes se terminent. Cependant, il est possible que certains programmes fonctionnent.

Quoi qu'il en soit, je vais attendre de voir un système d'exploitation qui s'exécute sur des ordinateurs normaux en premier. Je ne peux qu'imaginer le GPF de Quantum Computing ... "L'univers a effectué une action illégale et va maintenant imploser" ou quelque chose comme ça.

Answer 3

Je suis plutôt intéressé par la science, mais honnêtement, je n'ai pas passé beaucoup de temps à les étudier ni à réfléchir à la manière dont ils pourraient être appliqués aux problèmes sur lesquels je travaille. Il me reste encore beaucoup à apprendre sur la manière dont nous appliquons les architectures de von Neumann-esque que nous utilisons aujourd'hui.

Peut-être que des cœurs multiples et une parallélisation massive sont un demi-pas vers ce genre de problèmes. Mais je ne fais que ramper dans cette direction.

Je ne sais pas comment je pourrais les programmer pour quelque chose d'utile.

Danny Hillis, de Connection Machine et de Long Now, a utilisé une machine pour écrire un algorithme de tri optimisé à l’aide de techniques génétiques. Je me demande si revisiter quelque chose comme ça serait un problème louable? Ou peut-être une solution d'algèbre linéaire stable et plus rapide?

Votre question est-elle rhétorique? Avez-vous accès à une telle machine et envisagez-vous d’essayer votre idée à court terme?

Answer 4

Un lien: http://www.dwavesys.com/index.php? page = applications

Answer 5

Vous rigolez?

Si la moitié de ce que dit David Deutsch dit vrai, ce sera soit la fin du cryptage, soit celle du déchiffrement du cryptage, et les principaux problèmes de la chimie, de la physique et des nanotechnologies connaissent la question pas trouver la réponse .