Які протоколи були запропоновані для реалізації квантової ОЗУ?

Вирішальна роль пам'яті з випадковим доступом (ОЗУ) в контексті класичних обчислень дає можливість задуматися, як можна узагальнити таку концепцію до квантової області.

Можливо, найбільш помітною (і першою?) Роботою, що пропонує ефективну архітектуру QRAM, є Джованнетті та ін. 2007 рік . У цій роботі було показано, що їх підхід "brigate brigate" дозволяє отримати доступ до вмісту пам'яті за допомогою операцій , де - кількість слотів пам'яті. Це експоненціальне вдосконалення щодо альтернативних підходів, які вимагають операцій. Однак реалізація цієї архітектури є нетривіальною з експериментальної точки зору.$\mathcal O(\log N)$$N$$\mathcal O(N^{\alpha})$

Чи є описаним вище єдиним відомим способом реалізації QRAM? Чи були в цьому напрямку інші теоретичні праці? Якщо так, то як вони порівнюють (плюси та мінуси) з Giovannetti та ін. пропозиція?

Хороший підсумок поточного стану QRAM (станом на 2017 рік) можна знайти в цій роботі , а порівняння з класичними методами можна знайти в цій бесіді . QR-коду типу " Джованнетті " "ковша бригади" QRAM все ще здається найкращим, що відомо, хоча модифікації існують. Існують серйозні застереження щодо використання будь-якого такого QRAM, і жодна альтернатива, яка б уникнути цього, ще не запропонована (крім використання масово паралелізованих класичних комп'ютерів).

QRAM "ковша бригади" кодує розміщення векторів суперпозиції $N$ $d$ в $\log(Nd)$ кубітів, використовуючи час $\mathcal{O}(\log(Nd))$ . У цій роботі запропонована альтернативна схема скорочення полінома . В будь-якому випадку кількість використаних фізичних ресурсів є експоненціальною щодо кількості кубітів. Це може спричинити проблеми, що обмежують реалізацію та / або корисність схеми.

Питання залежить від того, скільки компонентів потрібно активувати відразу. В ідеалі кількість активних компонентів повинна бути лише лінійною з кількістю кубітів у пам'яті. Однак реальні реалізації зазвичай далеко не ідеальні.

У цій статті , наприклад, розглядається вплив шуму і робиться висновок, що необхідність виправлення помилок може усунути будь-які переваги невеликої кількості активних компонентів. Гострота цієї потенційної проблеми залежить від того, який алгоритм використовується квантовим комп'ютером, і скільки разів QRAM потрібно запитувати. Для поліноміального числа запитів можна уникнути повної відмовостійкості. Але для надполіноміальних запитів, таких як пошук Гровера, начебто потрібна повна толерантність.

Що стосується порівняння з іншими можливостями, то стверджувалося, що експоненціальну кількість ресурсів для QRAM слід порівнювати з класичною паралельною архітектурою з експоненціальною кількістю процесорів. Квантовий алгоритм виглядає не так чудово при цьому порівнянні. Як пояснено тут , деякі алгоритми, для яких ми очікуємо квантове прискорення, насправді повільніші, якщо враховувати цей паралелізм.

Хоча це не є загальним за обсягом, тут також була запропонована інша пропозиція щодо класичних даних надпозицій, і це заслуговує на згадку.