Vai jūs varat izskaidrot, kāda ir atšķirība starp kvantu datoru un parasto datoru, tā priekšrocībām un trūkumiem?


Atbilde 1:

Es mēģināšu izskaidrot, kā darbojas kvantu dators no kvantu mehānikas pamata viedokļa. Jo īpaši zināmā mērā es saprotu kvantu mehāniku un zinu, kas ir kvantu dators, tāpēc mēģināšu to izdomāt, kā viņi, iespējams, varētu darboties.

Kvantu dators izmanto kvotas, kas ir kvantu biti. Qubits var pastāvēt divu mērījumu stāvokļu superpozīcijā līdz brīdim, kad tos mēra. Mērīšana iegūst vienu no divām iespējamām vērtībām, tāpat kā klasisko bitu.

Kvantu loģika sastāv no spējas manipulēt ar kvadrātiem, tos neizmērot. Tas ietver manipulācijas ar atsevišķu kvītu superpozīciju, kā arī mijiedarbību starp tām. Visas šīs mijiedarbības sauc par vienotu, jo tās var aprakstīt Hamiltona operators, kas savlaicīgi attīsta kvantu stāvokli, nezaudējot informāciju.

Kvantu algoritms ņem vairākus ieejas kvotus, kas kopā apzīmē sākotnējo kvantu viļņa funkciju. Algoritms tiek kodēts kvantu loģisko elementu sakārtojumā, kas nosaka, kā kvantu viļņu funkcija attīstās laikā. Kad viļņa funkcija ir attīstījusies garām visiem vārtiem, jūs varat nolasīt izvadi, kas sadala katru kvadrātu vienā no diviem binārajiem stāvokļiem.

Kopumā kvantu dators ir ierīce, kas veic noteiktu kvantu viļņa funkciju un attīsta to pēc kāda noteikta Hamiltona algoritma tā, ka galīgā stāvokļa mērījums sabrūk vēlamajā risinājumā. Parasti evolūcija būs jāvada vairākas reizes, lai noteiktu vidējo izmērīto rezultātu, kam vajadzētu būt vēlamajam izvadam.

Kā uz zemes viss tas darbojas?

Viltība slēpjas kvantu stāvokļa evolūcijā. Vārtu izvietojums, kas nosaka algoritmu, nosaka loģisko lēmumu tīklu. Tomēr kvantu mehānika ļauj visus lēmumus pieņemt uzreiz. Daži lēmumi ir labi, bet citi - slikti. Labiem lēmumiem vajadzētu iejaukties konstruktīvi, bet sliktajiem - destruktīvi. Tomēr tas nozīmē, ka visi lēmumi tiek pieņemti un pārbaudīti katru reizi, kad tiek palaists algoritms. Tas ir potenciālā paātrinājuma avots. Turpretī klasiskajam datoram jāpieņem noteikti lēmumi tā, lai vienlaikus varētu pārbaudīt tikai vienu iespējamo lēmumu koku.

Kvantu datoru vislabāk var saprast ar Lagrangian vai ceļa integrālo pieeju. Lagrangian pieeja parāda, ka viļņu funkcijas evolūcija ir unikāla, bet to var uzskatīt par visu iespējamo ceļu summu, kurā neiespējami ceļi destruktīvi traucē, atstājot visiespējamāko ceļu. Būtībā tiek pārbaudītas visas iespējas.

Tas ir tas, ko domā ar kvantu paralēlismu. Tomēr triks ir noteikt Hamiltona valodu, kas atbilst problēmai, kuru vēlaties atrisināt. Šis ir kvantu algoritms, un dzīvotspējīgu algoritmu atrašana noteikti nav mazsvarīga. Tāpēc ir tikai daži plaši pazīstami kvantu algoritmi, piemēram, Šora galvenais faktoringa algoritms un Grovera meklēšanas algoritms. Kvantu simulācijas notiek vairāk taisni uz priekšu, jo jums vienkārši ir jāapkopo vēlamais Hamiltona skaitlis uz kvantu loģikas simbolu.

Cerams, ka tas dod priekšstatu par to, kas ir kvantu dators un kas tas nav.

Pašlaik kvantu dators ir daudz vairāk kvantu un daudz mazāk datoru, bet tas varētu mainīties. Kad būs izstrādātas lielas kvantu datoru arhitektūras, es ceru, ka tiks izstrādāti arī augstāka līmeņa programmēšanas rīki.


Atbilde 2:

Kvantu datori ir tik atšķirīgi no parastajiem datoriem, ka ir žēl, ka mēs viņiem lietojam vienu un to pašu vārdu.

Kvantu datori atrisina noteiktas matemātiskas problēmas, kuras citādi ir ārkārtīgi grūti atrisināt. Bet jums ir jāprot formulēt jūsu jautājumu matemātiski.

Parastie datori ir sakaru un vadības ierīces, kuru darbībā nedaudz izmanto matemātiku. Viņu galvenā funkcija ir pārvietot un pārveidot datus.


Atbilde 3:

Kvantu datori ir tik atšķirīgi no parastajiem datoriem, ka ir žēl, ka mēs viņiem lietojam vienu un to pašu vārdu.

Kvantu datori atrisina noteiktas matemātiskas problēmas, kuras citādi ir ārkārtīgi grūti atrisināt. Bet jums ir jāprot formulēt jūsu jautājumu matemātiski.

Parastie datori ir sakaru un vadības ierīces, kuru darbībā nedaudz izmanto matemātiku. Viņu galvenā funkcija ir pārvietot un pārveidot datus.