Квантове обчислення - взаємозв'язок між гамільтоновою та унітарною моделлю


16

Розробляючи алгоритми в квантових обчисленнях, я помітив, що є дві основні моделі, в яких це робиться. Деякі алгоритми, такі як проблема гамільтонових дерев NAND (Farhi, Goldstone, Guttman), працюють, розробляючи гамільтонівський і деякий початковий стан, а потім дозволяють системі розвиватися відповідно до рівняння Шредінгера протягом певного часу перш ніж проводити вимірювання.т

Інші алгоритми, такі як Алгоритм Шора для факторингу, працюють за допомогою проектування послідовності Унітарних перетворень (аналогічних воротам) та застосування цих перетворень по одному до деякого початкового стану перед проведенням вимірювання.

Моє запитання: як новачок у квантових обчисленнях, який взаємозв’язок між гамільтоновою моделлю та моделлю перетворення Унітарної? Деякі алгоритми, як для проблеми дерева NAND, з тих пір були адаптовані для роботи з послідовністю Унітарних перетворень (Чайлдс, Клів, Джордан, Йонге-Малло). Чи можна кожен алгоритм в одній моделі перетворити на відповідний алгоритм в іншій? Наприклад, враховуючи послідовність унітарних перетворень для вирішення конкретної проблеми, чи можна створити гамільтоніан і вирішити задачу в цій моделі? А як щодо іншого напрямку? Якщо так, то який взаємозв'язок між часом, протягом якого система має розвиватися, та кількістю унітарних перетворень (воріт), необхідних для вирішення проблеми?

Я знайшов декілька інших проблем, для яких це, мабуть, так, але немає чіткого чіткого аргументу чи доказу, який би вказував на те, що це завжди можливо або навіть справжнє. Можливо, це тому, що я не знаю, як називається ця проблема, тому я не знаю, що шукати.


3
Кожен алгоритм багаточленного часу в одному відповідає алгоритму багаточленного часу в іншому, але не ясно, що ступінь полінома буде однаковою. Сподіваємось, хтось придумає посилання. Ці результати були доведені в перші дні квантових обчислень, і тепер повинні бути кращі докази цих теорем.
Пітер Шор

це стосується того, що відомо як картина QM Гейзенберга проти Шредінгера, що стосується того, як визначені оператори? також якщо це не буде охоплено в Нільсен і Чуанг, то, здається, це буде головний нагляд! логічного дерева паперу використовує «гамільтонових оракулів» , які , здається, бути введені Farhi / Гутман 1998 тут хороша оглядова стаття про гамільтонових оракулів по Mochon 2007
ВЗН

Надане вами посилання на книгу - це фактично підручник, який ми використовували на моєму бакалаврському курсі з квантової обробки інформації. Книга справді орієнтована на унітарний підхід (і в контексті оракулів), але не стільки в контексті гамільтонів. Мій курс підрядника був зосереджений з точки зору cs, а не з точки зору фізики, саме тому я найбільше знайомий з моделлю Unitar.
користувач340082710

Документ, який ви подали, також є хорошим посиланням в цілому, але я не вірю, що він також стосується мого питання. Нарешті, я подивився на картину QM Гейзенберга проти Шредінгера, і це виглядає пов’язано, але я вважаю, що моє питання інше (хоча я можу помилятися - важко було слідкувати за записами у Вікіпедії).
користувач340082710

Я думаю, що існують різні способи інтерпретації вашого запитання, і замість того, щоб відповідати на всі тлумачення, я хотів би запитати вас у наступному: Чи могли б ви бути більш точними щодо викладеної вами версії моделі гамільтонів? Яка міра складності в цій моделі? (тобто, що враховує, наскільки складно вирішити проблему в гамільтоновій моделі?) Як дається вхід до проблеми? Це дано явно або вам потрібно запитувати введення через oracle?
Робін Котарі

Відповіді:


10

Щоб показати, що емісія Гамільтона може імітувати модель схеми, можна використовувати паперовий універсальний обчислення шляхом багатоквартирного квантового ходу , що показує, що дуже специфічний вид емісії Гамільтонів (багатоквартирні квантові прогулянки) є BQP завершеним, і таким чином можна імітувати. модель схеми.

Ось оглядовий документ про моделювання квантової еволюції на квантовому комп'ютері. Можна використовувати методи в цій роботі для моделювання гамільтонової еволюційної моделі квантових комп'ютерів. Для цього потрібно скористатися "Троттеризацією", яка істотно знижує ефективність моделювання (хоча вона впроваджує поліноміальну обробку лише за час обчислення).


Спасибі! Ці посилання виглядають досить добре і повинні бути в змозі дати мені уявлення про те, як це робиться.
користувач340082710
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.