Ідеї ​​проектів квантових обчислень

Я студентка з інформатики, і зараз планую свій дипломний проект. Мені потрібні деякі ідеї в галузі квантових обчислень. будь-яка допомога?

Я розмістив деякі ідеї проектів теорії квантової складності на http://scottaaronson.com/blog/?p=471

(Але будьте обережні, більшість із цих проблем є відкритими роками! Моя пропозиція для бакалаврського проекту полягала б у тому, щоб відірвати шматок однієї з проблем.)

Я б запропонував такий проект: Спробуйте розробити квантовий алгоритм на основі квантової випадкової прогулянки для лінійного програмування. Для проекту слід спочатку дізнатись основні факти про квантові випадкові прогулянки та про те, як вони є алгоритмічно корисними, друге про алгоритми рандомізованого симплексного типу та третє намагається поєднати два. Частина 3 дуже амбітна, і я не знаю, чи можна взагалі щось корисне сказати, але частини 1 і 2 вже приємні для студентського проекту.

Результати пошуку DWaves трохи дивні. В даний час немає надійних доказів того, що пристрої DWave неможливо ефективно моделювати. Про це досить докладно обговорювалося у ряді блогів (для Скотта Ааронсона та Дейва Бекона неодноразово висвітлювали DWave).

Тепер, залишаючи це осторонь, існує величезна кількість потенційних проектів, залежно від того, який аспект квантових обчислень вас цікавить. Це також залежить від рівня ваших знань про квантову механіку та фізику. Питання архітектурного типу часто стають досить фізичними, оскільки експериментальні обмеження відіграють велику роль у визначенні того, на які проблеми варто звернути увагу. Алгоритми та складність комунікацій є набагато більш орієнтованими на КС сферами.

Існує ряд різних моделей квантових обчислень, і для деяких, а не для інших, існують більш жорсткі бар'єри для входу. Адіабатичні та топологічні квантові обчислення, як правило, дещо складніше, ніж модель схеми та модель обчислення, заснована на вимірюванні.

Одна з проблем, з якими я мав успіх у літнього студента, який працював над, - це наближення порогів відмовостійкості для різних кодів виправлення помилок за допомогою моделювання. Це те, що має відносно низький бар'єр для входу. Інша ідея полягає в тому, щоб переглянути квантові схеми стільникових автоматів для завдань спеціального призначення (кодування, вимірювання, підготовка стану).

Ви згадали машинне навчання, тому, можливо, ви хочете розглянути використання еволюційного програмування для еволюції квантових схем для різних простих проблем. Я кілька разів пограв з цим, і, здається, ви можете отримати досить приємну поведінку (наприклад, що розвиваються правила пошуку).

Я міг би перерахувати випадкові ідеї, які могли б зробити відповідний проект, але якщо ви зможете дати більше уявлення про те, яка сфера вас цікавить, я думаю, ви отримаєте кращі відповіді. Принциповим питанням може бути просто те, чи цікавить вас проект кодування, інший щодо дизайну апаратних засобів, інший із чистої теорії тощо? Залежно від того, яким шляхом ви хочете пройти, буде цілий ряд різних можливостей.

Я пропоную щось подібне надати поточні інструменти розробки квантових обчислень (наприклад, libquantum) з можливістю скористатись графічними процесорами з підтримкою CUDA для прискорення моделювання. Квантові обчислення більш-менш стосуються лінійної алгебри, тобто матричних та векторних операцій, саме для цього були розроблені GPU.

Для дипломних проектів були створені квантові тематичні мови, такі як QCL. Насправді будь-які мови на основі квантових обчислень, які я бачив, реалізовані в Інтернеті, були зроблені для дипломних проектів. Ви також можете спробувати кодувати квантовий емулятор. У книзі "Квантове обчислення для вчених-комп'ютерів" вони подають навчальні програми для програмування, які в сукупності складають такий емулятор.

Я не знаю, наскільки це буде корисно, але, можливо, воно дасть певні вказівки.

Навесні 2009 року Саша Разборов викладав курс з квантових обчислень. Веб-сайт курсу містить деякі «проектні» ідеї, а також посилання на декілька семінарних квантових робіт.

"Проекти" на сторінці справді просто "більше пов'язані з домашніми завданнями", тому вони, ймовірно, не підходять самі по собі для вищої дипломної роботи, і не знадобиться 11 місяців. Однак ці проблеми та / або деякі посилання можуть викликати у вас добрі ідеї.