Перелік квантово-натхненних алгоритмів


11

Успіхи квантових обчислень призвели до розробки нових класичних алгоритмів. Помітними останніми прикладами є квантово-натхнені алгоритми для лінійної алгебри:

і для Max 3LIN:

Можливо, буде дуже корисно скласти список усіх відомих класичних алгоритмів, натхненних квантовими обчисленнями. Які ще приклади відомі?

Відповіді:


5

Як стверджував Леслі Г. Valiant в основоположному документі 1 з його,

Голографічні алгоритми надихаються квантовою обчислювальною моделлю. Однак вони виконуються на класичних комп'ютерах і не потребують квантових комп'ютерах.

Це алгоритмічна техніка проектування, яка використовувалася (самим Валіантом та іншими) для створення поліноміальних алгоритмів часу для декількох проблем, що є незначними варіаціями важливих проблем, важких для NP (детальніше про це на wikipedia 2 ).



3

Існує ціла робота над квантово-натхненними еволюційними алгоритмами (QIEA), з власне алгоритмами, які використовують методи квантових обчислень, див. Опитування (джерело ACM) . Інший квантово-натхненний алгоритм використовує його в числовій оптимізації .


3

Квантовий квантовий відпал Монте-Карло (QMC-QA 1 ) або алгоритм (-ів) квантового відпалу з дискретним часом (SQA 2 ) в останніх дослідженнях виконувались краще, ніж тестований пристрій D-Wave :

Ми встановлюємо перший приклад переваги масштабування експериментального квантового відпалу над класичним імітованим відпалом: ми виявляємо, що пристрій D-Wave демонструє достовірно кращий масштаб, ніж модельований відпал, з 95% впевненістю, у діапазоні розмірів проблем, які ми можемо перевірити . Однак ми не знаходимо доказів для квантового прискорення: модельований квантовий відпал демонструє найкраще масштабування за значним запасом.

Оскільки і пристрій D-Wave, і SQA перевершують SA для певних проблемних випадків, це створює враження, що SQA є свого роду квантово-натхненим алгоритмом. Нове дослідження, що тестує процесор D-Wave 2000Q, також виявляє, що його продуктивність краще співвідноситься із запропонованою класичною моделлю під назвою "спін-векторний алгоритм Монте-Карло (SVMC)" у цьому дослідженні, ніж із SQA:

Ми використовуємо це, щоб стверджувати, що ключовою причиною уповільнення квантового відпалювання відносно SQA є його низько оптимальна температура, яка призводить до того, що він поводиться більше як SVMC. Таким чином, висока продуктивність SQA на логічно насадженому екземплярі класу говорить про те, що цей клас є хорошою ціллю або основою для дослідження можливого квантового прискорення з використанням апаратного забезпечення QA.


Якщо ми ігноруємо фонову розповідь про D-Wave, чи можемо ми зробити висновок, що SQA - це квантово-натхненний алгоритм оптимізації, який перевершує класичний імітований відпал (а може бути, й інші алгоритми оптимізації) для певних проблем? Це залежить. Якщо мета насправді - знайти основний стан якоїсь квантової системи, то відповідь - так. Але якщо метою є створення алгоритму оптимізації загального призначення, подібного до імітованого відпалу, то відповідь - ні.


  1. Martoňák, R., Santoro, GE & Tosatti, E. Квантовий відпал методом Монте-Карло шляхом інтегрального шляху: двовимірна модель випадкового Ізінга. Фіз. Преподобний В 66 , 094203 (2002). URL http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.66.094203
  2. Santoro, GE, Martoňák, R., Tosatti, E. & Car, R. Теорія квантового відпалу спінового скла Ізінга. Science 295 , 2427–2430 (2002). URL-адреса http://dx.doi.org/10.1126/science.1068774 .

1

Погляньте на квантово-натхнене лінійне генетичне програмування. Цей алгоритм має на меті спонукати комп'ютерні програми на необхідних мовах. Наприклад:

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.