Можете ли објаснити која је разлика између квантног рачунара и нормалног рачунара, његових предности и недостатака?


Одговор 1:

Покушаћу да објасним како квантни рачунар делује из перспективе фундаменталне квантне механике. Конкретно, у одређеној мери разумем квантну механику и знам шта је квантни рачунар, па ћу покушати да то дестилисавам како могу да раде.

Квантни рачунар користи квите, који су квантни битови. Кубити могу постојати у суперпозицији два мерна стања до тренутка мерења. Мерење даје једну од две могуће вредности, баш као и класични залогај.

Квантна логика састоји се од могућности манипулације кубитима без њиховог мерења. Ово обухвата манипулацију суперпозицијом појединих кбита као и интеракције између кбита. Све ове интеракције називају се унитарним, јер их може описати Хамилтонов оператор који временом развија квантно стање без икаквог губитка података.

Квантни алгоритам узима бројне улазне кубите који заједно представљају почетну функцију квантног таласа. Алгоритам је кодиран у распоред елемената квантне логике који одређују како се квантна таласна функција развија у времену. Једном када се таласна функција развила поред свих капија, можете да прочитате излаз, који сажима сваки кбит у једно од два бинарна стања.

Све у свему, квантни рачунар је уређај који узима одређену квантну таласну функцију и развија га према одређеном Хамилтоновом алгоритму тако да се коначно мерење стања урушава у жељено решење. Генерално ћете морати да покренете еволуцију више пута да бисте одредили просечан измерени исход, који би требало да буде жељени излаз.

Како то све ради?

Трик лежи у еволуцији квантног стања. Распоред капија који дефинирају алгоритам дефинира мрежу логичких одлука. Међутим, квантна механика омогућава да се све одлуке доносе одједном. Неке су одлуке добре, а неке лоше. Добре одлуке треба да се мијешају конструктивно, док се лоше одлучују деструктивно. Међутим, то значи да се све одлуке доносе и тестирају сваки пут када се алгоритам покрене. То је извор потенцијалног убрзавања. Супротно томе, класични рачунар мора доносити дефинитивне одлуке тако да се истовремено може тестирати само једно могуће стабло одлука.

Квантни рачунар може се најбоље разумети у погледу Лагрангијевог или интегралног приступа пута. Лагрангијев приступ показује да је еволуција таласних функција јединствена, али да се може сматрати збиром свих могућих стаза којима се невероватне стазе деструктивно мијешају остављајући највјероватнији пут. У суштини су све могућности тестиране.

То је оно што се подразумева под квантним паралелизмом. Међутим, трик је у дефинисању Хамилтонијана који одговара проблему који желите да решите. Ово је квантни алгоритам и дефинитивно није тривијално пронаћи одрживе алгоритме. Зато постоји само неколико познатих квантних алгоритама као што су Шоргов алгоритам за главни факторинг и Гроверов алгоритам за претрагу. Квантне симулације су јасније напријед, јер једноставно морате пресликати жељени Хамилтониан на квантну логику.

Надамо се да ово даје неку идеју о томе шта је квантни рачунар, а шта није.

Тренутно је квантни рачунар далеко квантнији и далеко мање рачунар, али то би се могло променити. Након што се развију велике квантне рачунарске архитектуре, очекујем да ће се развијати и алати за програмирање вишег нивоа.


Одговор 2:

Квантни рачунари су толико различити од класичних рачунара да је штета што за њих користимо исту реч.

Квантни компјутери решавају одређене математичке проблеме који су иначе веома тешко решити. Али мораш да ми у стању да формулише питање математички.

Рачунари са конвенцијама су уређаји за комуникацију и контролу који користе мали део математике у свом раду. Њихова главна функција је да се и трансформише податке.


Одговор 3:

Квантни рачунари су толико различити од класичних рачунара да је штета што за њих користимо исту реч.

Квантни компјутери решавају одређене математичке проблеме који су иначе веома тешко решити. Али мораш да ми у стању да формулише питање математички.

Рачунари са конвенцијама су уређаји за комуникацију и контролу који користе мали део математике у свом раду. Њихова главна функција је да се и трансформише податке.