Kuantum hesaplama proje fikirleri

Lisans bilgisayar bilimleri öğrencisiyim ve şu anda mezuniyet projemi planlıyorum. Kuantum hesaplama alanında bazı fikirlere ihtiyacım var. herhangi bir yardım?

Http://scottaaronson.com/blog/?p=471 adresinde kuantum karmaşıklık teorisi proje fikirleri yayınladım

(Ancak dikkat edin, bunların çoğu yıllardır açık olan problemlerdir! Bir lisans projesi için önerim, sorunlardan birinin bir kısmını kırmak olacaktır.)

Önereceğim bir proje şudur: Doğrusal programlama için rastgele kuantum yürüyüşüne dayanan bir kuantum algoritması geliştirmeye çalışın. Proje için önce kuantum rasgele yürüyüşler ve bunların algoritmik olarak nasıl yararlı oldukları, ikincisi rasgele simpleks tip algoritmalar ve üçüncüsü ikisini birleştirmeye ilişkin bazı temel bilgileri öğrenmelisiniz. Bölüm 3 çok iddialı ve verimli bir şey söylenebilir mi bilmiyorum, ama bölüm 1 ve 2 zaten bir lisans projesi için güzel.

DWGörüntü aramalı sonuçları biraz tuhaf. Şu anda DWave'in cihazlarının verimli bir şekilde simüle edilemeyeceğine dair güçlü bir kanıt yoktur. Bu, bazı bloglar üzerinde ayrıntılı olarak tartışılmıştır ( Scott Aaronson ve Dave Bacon , DWave'i defalarca ele almıştır).

Şimdi, bunu bir kenara bırakırsak, kuantum hesaplamanın hangi yönüyle ilgilendiğinize bağlı olarak çok sayıda potansiyel proje var. Aynı zamanda kuantum mekaniği ve fizik hakkındaki bilginizin seviyesine de bağlıdır. Deneysel sınırlamalar, hangi problemlerin incelenmeye değer olduğunu belirlemede büyük rol oynadığı için mimari tip sorular genellikle oldukça fizik hale gelir. Algoritmalar ve iletişim karmaşıklığı çok daha fazla CS odaklı alanlardır.

Bir dizi farklı kuantum hesaplama modeli vardır ve bazıları için diğerlerinden ziyade girişte daha yüksek engeller vardır. Adyabatik ve topolojik kuantum hesaplama, devre modelinden ve ölçüm tabanlı hesaplama modelinden biraz daha zor olma eğilimindedir.

Üzerinde çalıştığım bir yaz öğrencisiyle başarıya ulaştığım sorunlardan biri, çeşitli hata düzeltme kodları için hata toleransı eşiklerini simülasyon yoluyla tahmin etmektir. Bu, giriş için nispeten düşük bir engele sahip bir şeydir. Başka bir fikir, özel amaçlı görevler (kodlama, ölçüm, durum hazırlama) için kuantum hücresel otomata şemalarına bakmaktır.

Makine öğreniminden bahsettiniz, bu nedenle belki de çeşitli basit problemler için kuantum devreleri geliştirmek için evrimsel programlamayı kullanmaya bakmak isteyebilirsiniz. Birkaç kez bununla oynadım ve bazı oldukça güzel davranışlar elde edebileceğiniz anlaşılıyor (örneğin, gelişen arama kuralları).

Uygun bir proje oluşturabilecek rastgele fikirleri listelemeye devam edebilirim, ancak ilgilendiğiniz alanla ilgili daha fazla fikir verebilirseniz, daha iyi cevaplar alacağınızı düşünüyorum. Temel bir soru basitçe bir kodlama projesi, biri donanım tasarımı, diğeri saf teori vb. İle ilgileniyor olabilir mi? Hangi yöne gitmek istediğinize bağlı olarak, bir dizi farklı olasılık olacaktır.

Simülasyonları hızlandırmak için CUDA'nın etkin olduğu GPU'lardan yararlanabilme özelliğiyle mevcut kuantum hesaplama geliştirme araçlarını (libquantum gibi) sağlamak gibi bir şey öneriyorum. Kuantum hesaplama az ya da çok doğrusal cebir, yani GPU'ların ilk etapta tasarlandığı matris ve vektör işlemleri ile ilgilidir.

Tez projeleri için QCL gibi kuantum bilgi işlem temalı diller oluşturulmuştur. Aslında, web üzerinde uygulandığını gördüğüm kuantum hesaplama tabanlı diller tez projeleri için yapılmıştır. Ayrıca bir kuantum öykünücüsünü kodlamayı da deneyebilirsiniz. "Bilgisayar Bilimcileri için Kuantum Hesaplama" kitabında, bu tür bir emülatöre topluca programlama matkapları sağlarlar.

Bunun ne kadar yararlı olacağını bilmiyorum, ama belki bazı rehberlik sunacaktır.

2009 Baharında Sasha Razborov kuantum hesaplama üzerine bir ders verdi. Kurs web sitesinde bazı "proje" fikirlerinin yanı sıra birkaç seminal kuantum makalesine atıflar bulunmaktadır.

Sayfadaki "projeler" gerçekten sadece "daha ilgili ev ödevi sorunları" dır, bu yüzden muhtemelen kendileri için üst düzey bir tez için uygun değildirler ve 11 ay sürmezler. Ancak, bu sorunlar ve / veya referanslardan bazıları sizin için bazı iyi fikirleri tetikleyebilir.