Чи є квантові комп'ютери лише варіантом на аналогових комп'ютерах 50-х і 60-х років, які багато хто ніколи не бачив і не використовував?


16

В останньому запитанні "Чи квантові обчислення просто пиріг у небі" є багато відповідей щодо вдосконалення квантових можливостей, проте всі зосереджені на поточному "цифровому" погляді на обчислення світу.

Старі аналогові комп’ютери могли імітувати та обчислювати багато складних проблем, які підходили до їхніх режимів роботи, які не підходили для цифрових обчислень протягом багатьох-багатьох років (а деякі досі залишаються «складними»). Перед війнами (~ I і II) все вважалося «годинниковим механізмом» з механічними тюркськими мізками. Чи потрапили ми в ту саму «все цифрову» прокладку, що постійно повторюється (немає тегів, пов’язаних із «аналогом»)?

Яка робота була зроблена щодо відображення квантових явищ до аналогових обчислень та вивчення цієї аналогії? Або все це проблема того, що народ не має реального уявлення, як програмувати звірів.


Я задав подібне запитання: quantumcomputing.stackexchange.com/questions/2595/…
Стівен Сагона

Я просто хочу уточнити, що їхня потенційна відмінність між мережевими аналоговими комп'ютерами, де з'єднання двосторонніми, і аналоговими комп'ютерами на базі підсилювача, де були зв’язки (повільні та мляві ..). Саме швидкість навколо вузлів і «шум» підлоги приводять взаємопов’язані вузли до їх остаточного стану. Просто відчувається, що "Квантовий" - це лише метод мініатюризації та пришвидшення ...
Філіп Оуклі,

Відповіді:


9

Ось короткий перелік помітних відмінностей між аналоговими та квантовими комп'ютерами:

  1. Аналогові комп’ютери не можуть пройти тести Белла.

  2. Простір стану аналогового комп'ютера з N повзунками є N розмірним. Простір станів квантового комп'ютера з N кубітів мірним.2N

  3. Помилка виправлення аналогового комп'ютера, і у вас є цифровий комп'ютер (тобто вже не принципово аналоговий). Квантові комп'ютери все ще залишаються квантовими після виправлення помилок.

  4. Аналогові комп’ютери не чутливі до помилок декогерентності. Вони не ламаються, якщо ви робите випадкові копії даних. Квантові обчислення виходять з ладу, якщо це трапиться.

  5. Аналогові комп'ютери не можуть (ефективно) запускати алгоритм Шор. Або алгоритм Гровера. Або в основному будь-який інший квантовий алгоритм.


2
Це мене бентежить. Ви, здається, припускаєте, що "аналог" і "квант" - це дві різні речі, але насправді вони не є взаємовиключними: у вас є (1) аналого-класичний (2) аналогово-квантовий (3) цифровий-класичний (4) цифровий-квантовий. Так, наприклад, "аналогові комп'ютери" можуть пройти тести Белла, якщо вони аналогові квантові комп'ютери. Те саме стосується решти ваших пунктів.
користувач1271772

2
@ user1271772 У контексті питання зрозуміло, що я маю на увазі класичні аналогові комп'ютери.
Крейг Гідні

6

Яка робота була зроблена щодо відображення квантових явищ до аналогових обчислень та вивчення цієї аналогії?

Початкове місце (з великою кількістю хороших посилань) , щоб дізнатися про аналогових квантових обчислень (також відомий як «квантовий аналог комп'ютерного» і «безперервної змінної квантових обчислень») знаходиться тут . Зауважимо, що класичні обчислення аналогів не настільки потужні, як аналогові квантові обчислення, з причини, подібної до того, що я пояснив у своїй відповіді на це питання : квантові комп'ютери (будь то цифрові чи аналогові) можуть скористатися квантовим заплутуванням.

Чи потрапили ми в ту саму «все цифрову» прокладку, що постійно повторюється (немає тегів, пов’язаних із «аналогом»)?

На жаль, багато людей, на жаль, і це може бути частиною причини, по якій "адіабатичні квантові обчислення" боролися за те, щоб заслужити цю повагу, яку вона заслужила в перші роки (і навіть зараз). Адіабатичні квантові обчислення - це специфічний тип аналогових квантових обчислень, який, безумовно, має теги на цій стек-біржі та досить багато питань (але, на мою думку, недостатньо). Доведено, що «адіабатичні квантові обчислення», які є повністю аналоговими і не включають жодних воріт , можуть зробити все, що може зробити цифровий квантовий комп'ютер. з однаковою обчислювальною ефективністю, тому хоча правда, що багато людей в квантових обчисленнях потрапили в пастку «все цифрове», але деякі люди цінують аналогові квантові обчислення (наприклад, адіабатичні квантові обчислення).


Дякуємо за додаткові теги, посилання та уточнення термінології. Для себе я порівнював електричні сітки з квантовими мережами, де історично електронні мережі були «миттєвими», як зараз і квантові, і обидві мають схожу фізику на своїй стороні.
Філіп Оуклі

3

Чи є квантові комп'ютери лише варіантом на аналогових комп'ютерах 50-х і 60-х років, які багато хто ніколи не бачив і не використовував?

Вони не.

Цифровий та аналоговий коефіцієнт тут не суть, різниця між квантовими та класичними пристроями лежить на більш фундаментальному рівні.

Взагалі, квантовий пристрій не може бути ефективно модельований класичним пристроєм, будь то "аналоговий" або "цифровий" (або, принаймні, так вважається, що це так). У цьому сенсі квантові комп'ютери дійсно докорінно відрізняються від будь-яких варіацій класичних аналогових комп'ютерів або інших форм класичних обчислень з цього питання.

Дійсно, найбільш популярні архітектури квантових обчислень, ті, що працюють на наборах "кубітів", є квантовими аналогами цифрових класичних комп'ютерів. Аналогові пристрої також мають свої квантові аналоги (див., Наприклад, квантову інформацію безперервної змінної ).


Аспект, який я мав на увазі, - це те, як бачать взаємодії . У цифрових системах існує припущена визначеність, тоді як в аналоговому - «шум» (коливання, ймовірність, ..). Останнє - Quantum має тенденцію бути представленим як, отже, пропозиція мого Q (плюс мало хто залишився, хто справді пам’ятає подібні аналогічні методи!)
Філіп Оуклі,

@PhilipOakley Я не впевнений, що розумію. Останнє - Quantum, як правило, подається як <- я не розумію цього речення
glS

«Останній» (для QM) - це «розподіли ймовірності» тощо. Отже, шум в аналоговій системі - це багатовимірна ймовірнісна проблема (за Шенноном), і Кубіт здається подібною багатовимірною проблемою ймовірності, отже, подібність концептуальних абстракцій. Однією з ключових відмінностей є просторова міра, така що аналогові мережі старої моди рідко потрапляли до МГц BW, а реакції мілісекунд перевищували см, але QM сподівається на набагато більш високі частоти за мікрон і менше.
Філіп Оуклі

Кубіти, схоже, є подібною багатовимірною проблемою ймовірності : але вони насправді не є, або, принаймні, не так, як класичні аналогові пристрої. Кубіт може перебувати в континуумі станів, це правда, але щоразу, коли ви вимірюєте його, ви завжди спостерігаєте його в одному з двох позицій, тож це щось принципово інше, ніж те, що у вас є класично. Ще одна велика відмінність полягає в тому, що кількість можливих станів, в яких можуть бути квантові системи, експоненціально більша, ніж це можливо класично, таким чином, дозволяючи набагато багатшу динаміку
glS

0

Чи потрапили ми в ту саму «все цифрову» пастку, що постійно повторюється?


Що я помітив, це більше пастка «все бінарне»; що нагадує мені секрет приготування бабусі :

Колись мати навчала доньку сімейному рецепту приготування цілої запеченої шинки. Це була найкраща шинка, яку ніхто ніколи не мав, тому вони завжди уважно дотримувались цього рецепту.

Вони приготували маринад, набрали шкіру, поклали в гвоздику, а потім прийшов крок, який дочка не зрозуміла.

"Чому ми відрізаємо кінці шинки?" вона сказала. "Хіба це не висушує?"

"Ви знаєте, я не знаю," сказала мати. "Ось так мене навчила бабуся. Ми повинні подзвонити бабусі і попросити".

Тож вони зателефонували до бабусі і запитали: "чому ми відрізаємо кінці шинки? Це впускати маринад, чи що?"

- Ні, - сказала бабуся. "Якщо чесно, я відрізав кінці, тому що так мене навчила мама. Я додала крок маринаду пізніше, бо переживала за висихання шинки. Давайте подзвонимо бабусі і попросимо її".

Тож вони зателефонували до закладу допомоги, де жила велика бабуся, і стара жінка вислухала їхні запитання, а потім сказала.

"О, на землю ради! Я відрізав кінці, тому що не мав достатньо великої каструлі для цілої шинки!"


Нещодавно я думав про кубіти і цікавився, чи дійсно їх потрібно визначити як 8 кубітів. 8-рівнева квантова система (квіт) мала б 8-мірний простір і теоретично могла б кодувати байт (8 біт). Це краще визначення квіте (квантовий байт)?

Або все це проблема того, що народ не має реального уявлення, як програмувати звірів.


1
Я погодився б, що "все бінарне / цифрове" стало мантрою, яку багато хто вбудовує в себе (що тоді знаходиться вище). Ми пояснюємо мізки і все так, ніби це як комп’ютер. У перші дні електроніки був період, коли його теорії / методи можна було застосувати до великих аналогових питань, таких як резистивні (імпедансні) сітки. Це здебільшого той же старий Максвелл, окрім помилкової (? ;-) формулювання Гіббса, яку використовує QM, тож трохи провокації щодо трохи бічного мислення, можливо, в порядку, можливо. Для "байта" погляньте на швидкість передачі даних, яка не є бітовою швидкістю.
Філіп Оуклі

1
"Ставки символів" - приємно! Я думаю, що бінарний випуск передує всьому, як комп'ютер. Дивіться: дерево пізнання добра і зла; P
meowzz

1
для 8-го простору ознайомтеся з доктором наук C Furey "Стандартна фізика моделі з алгебри?" та 2-хвилинними лекціями YouTube. Має багато правдоподібності стосовно нашої потреби в математиці, яка б представляла науку .. (не можна дозволяти, щоб речі стали вуду математикою / наукою - інші теології доступні)
Філіп Оуклі
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.