Qualquer pessoa interessada em eventual operação / uso de computadores quânticos? [fechadas]

Question

Eu passei por um período de estar interessado em como os computadores quânticos funcionam eo que eles poderia ser bom para se eles nunca se tornar prática. Eu sei que eles são falou para o código-quebra. eu estava interessado está usando-os para a validação de software essencialmente tentando tudo possível entradas (em paralelo) e ver se quaisquer estados de erro são atingidos.

Eu sei que é um pouco de uma pergunta do azul-céu, mas me pergunto se outros estão interessados ??em computadores quânticos, como eles podem trabalhar, e que eles seriam úteis para.

Adicionado: Apenas por diversão, deixe-me jogar para fora um mini-tutorial:

Suponha que você tem N bits de memória para jogar. Suponha que você pode carregar esses bits (ou alguns deles) com os seus dados de entrada. Em seguida, suponha que exista uma sequência finita de operações que você pode fazer sobre eles (sem usar qualquer memória adicional), deixando a resposta em si.

Para fazer isso com um computador quântico, só é necessário que você tenha certeza de que toda a computação é reversível, reservando alguns dos bits para ramos recorde que você tomou, para que possa desfazê-las. Se você fizer isso, então todas as operações podem ser escritas como transformações matriz unitária simples sobre os N bits. (Um unitária transformar é uma rotação pura em N-dimensional sistema de coordenadas.) Assim, a realização do cálculo consiste na aplicação de uma sucessão de rotações puros sobre o bit-vector.

Se você fizer isso, então se o vetor N-bit está em um computador quântico, ele pode ser inicializado em um estado onde todos os 2 ^ N (ou menos) possíveis entradas são sobrepostos ao mesmo tempo em "universos paralelos" . Então, se você faz o cálculo, que está a fazer-los todos ao mesmo tempo.

Agora tudo que você tem que fazer para ver se uma das entradas lhe dá uma resposta particular é para deixá-lo correr a um estado particular. Se você detê-lo e examinar o estado, o que ele faz é escolher um dos universos de forma aleatória e jogar fora todo o resto. Então, o que o algoritmo de Grover permite que você faça é, sem deter-lo, acentuar a probabilidade dos universos com o estado resposta. Então você executá-lo para a frente, depois para trás, em seguida, para a frente, e assim por diante para um número de iterações até que o universo resposta tem probabilidade muito alta. Então, se você examiná-lo, você tem uma alta probabilidade de ver a resposta que você quer.

Ufa ...

Answer 1

Durante meu módulo AI simbólica na universidade fui convidado para dar uma pequena apresentação para a classe em um determinado assunto, meu tema sendo Applications AI. Meu assunto nesta apresentação foi Computação Quântica em AI.

Se a informação que eu escrever aqui é out-of-date / errado / pobre não ser muito zangado. Sou apenas um segundo ano estudante CS em uma universidade de baixa qualidade que está confiando em sua memória para a maioria desses detalhes.

O poder da computação quântica parece ser a sua capacidade de trabalhar em coisas incrivelmente rápidos (devido aos seus Estados percebidos se bem me lembro). Isso vai mudar, obviamente, completamente segurança, como hackers-chapéu preto branco e vão saltar sobre a oportunidade de desenvolver e stress-test os vários métodos de sistemas seguros. Se você estiver interessado em Física, em seguida, este é o tema para você! Se você quiser ler mais sobre como os computadores quânticos podem ser usados ??em segurança, usando algoritmos para fatorar grandes números ler este artigo de Peter Shor .

Seu poder vem da Qubit e uma técnica conhecida como Quantum Interference . Eu poderia passar o dia todo falando sobre isso, mas que seria melhor para você ler sobre a experiência da dupla fenda para ver como quântica obras de computação.

O computador convencional compromete de portas lógicas, enquanto que os computadores quânticos têm o seu próprio. Como muitos desses computadores foram construídos (hard-wired) para resolver certos problemas há uma infinidade de diferentes QLG (Quantum Logic Gates) proposto para diferentes problemas. Funcionalmente, redes quânticas são formadas utilizando estas portas, em um método conhecido como Gate Arrays. Se você precisar de mais informações sobre isso, então o papel Ekert é o caminho a percorrer.

Por favor, note que o tradicional maneira de representar os super-posições é como vetores unidade de contra-variantes (um por Qubit) em um espaço de Hilbert 2 ^ n-dimensão (onde n é o número de qubits). Os portões são definidos como girar estes universos e, inevitavelmente, transformando o Qubit. Um tal porta é o Hadamard Portão .

Quantum AI tem um futuro brilhante, mas não por muito tempo. Muitos acadêmicos ver Computação Quântica como o futuro distante de Computação, da mesma forma como Charles Babbage visto sua máquina.

Desculpe se esta resposta tem um pouco fora de mão.

Answer 2

Só para esclarecer, o link que você tem lá fala sobre a verificação de máquinas de estados finitos. Isso poderia ser uma grande coisa no mercado HW, mas de lá para software de verificação do caminho é longo.

Em particular, o software é executado durante pelo menos autômatos pilha se não sobre máquinas de Turing.

Além disso, a verificação software sem manual de abstração (a-la modelo de controlo) exigiria que você para resolver o problema da parada. Na melhor das hipóteses, um computador quântico pode trazer você de NP de P, não trazê-lo de RE para R. Mesmo se você executar qualquer item infinito em paralelo, você não pode, em geral, determinar se os programas de acabar. Embora seja possível que, para certos programas que podem funcionar.

De qualquer maneira, eu vou esperar até que eu veja um sistema operacional que roda em computadores normais em primeiro lugar. Eu só posso imaginar GPF da Quantum Computing ... "O universo realizado uma ação ilegal e agora vai implode" ou algo parecido.

Answer 3

Estou levemente interessado, como estou em toda a ciência, mas honestamente eu não passei um momento investigá-los profundamente ou pensou em como eles poderiam ser aplicados a problemas que eu trabalho. Ainda há muito para eu aprender sobre como aplicar as arquiteturas de von Neumann-esque que usamos hoje.

Talvez múltiplos núcleos e paralelização massiva é uma meia-passo para esses tipos de problemas. Mas eu só estou engatinhando nesse sentido.

Eu não tenho nenhuma idéia de como eu programá-los para qualquer coisa útil.

Danny Hillis, da máquina Conexão e Long Now fama, usou uma máquina para escrever um algoritmo de ordenação que foi otimizado usando técnicas genéticas. Pergunto-me se revisitar algo como isso seria um problema vale a pena? Ou talvez um estábulo, solução álgebra mais rápido linear?

É seu uma pergunta retórica? Você tem acesso a tal máquina um, com planos de curto prazo para tentar a sua ideia?

Answer 4

Um link: http://www.dwavesys.com/index.php? page = aplicações

Answer 5

Você está brincando?

Se metade do que David Deutsch diz está certo isso vai ser o final de criptografia ou o fim de criptografia de quebra, e fará com que os problemas centrais em química, física, e nano-tecnologia sabendo a questão não encontrar a resposta .