Turing makinesi kuantum bilgisayarı simüle edebilir mi?

Bir Turing makinesinin ¹ teorik olarak "herhangi bir şeyi" simüle edebileceğini biliyorum, ama kuantum tabanlı bir bilgisayar kadar farklı bir şeyi simüle edip edemeyeceğini bilmiyorum. Bunu yapmak için herhangi bir girişim var mı ya da mümkün olup olmadığını kanıtlayan var mı?

Etrafta dolanıyorum, ama bu konuda uzman değilim, bu yüzden nereye bakacağımı bilmiyorum. Quantum Turing makinesindeki Wikipedia makalesini buldum , ancak klasik bir TM'den tam olarak ne kadar farklı olduğundan emin değilim. Ayrıca Deutsch'nin Universal Quantum Turing Machine adlı kitabını W. Fouché ve arkadaşları tarafından da buldum , ancak benim için anlamak oldukça zor.

_{1. Açık olmadığı takdirde, Turing makinesi ile fiziksel bir makine değil, yani teorik bir kavramın uygulanması gibi teorik kavram kastediyorum.}

Evet , bir kuantum bilgisayar bir Turing makinesi tarafından simüle edilebilir, ancak bunun gerçek dünya kuantum bilgisayarlarının kuantum avantajından yararlanamayacağı anlamına gelmemesi gerektiği, yani gerçek dünya klasik bilgisayarlara kıyasla önemli bir uygulama avantajıolduğu anlamına gelmemelidir.

İlke olarak, eğer bir insan bir şeyin nasıl çalışması gerektiğini elle tanımlayabilir veya hayal edebilirse, bu hayal gücü bir Turing makinesinde uygulanabilir. Kuantum bilgisayarlar bu kategoriye girer.

Şu anda, kuantum hesaplama için büyük bir motivasyon , süperpozisyonlarda kbitlerin var olabileceği yönündedir , esasen büyük ölçüde paralel hesaplamaya izin veriyor. Sonra kuantum tavlama ve temelde analog hesaplama taktikleri olan diğer küçük püf noktaları var .

Ancak, bu faydalar verimlilikle ilgilidir. Bazı durumlarda, bu verimlilik astronomikin ötesindedir ve klasik donanımda pratik olmayacak şeyler sağlar. Bu kuantum hesaplamanın kriptografide büyük uygulamalara sahip olmasına neden olur .

Bununla birlikte, kuantum hesaplama şu anda daha önce temelde yapamadığımız şeylere duyulan istek yüzünden motive olmuyor. Bir kuantum bilgisayarı bir işlemi gerçekleştirebiliyorsa, klasik bir Turing makinesi, bu işlemi gerçekleştiren bir kuantum bilgisayarının bir simülasyonunu gerçekleştirebilir.

Rastgele bir problem değil. Sanırım iki büyük sebep var:

1. Rastgele, yine de dağıtım matematiği kullanılarak yakalanabilir .

2. Rastgele başlamak için gerçek bir " şey " değildir ; bu sadece cehalettir. Ve biz her zaman cehalet üretebiliriz.

Dalga fonksiyonunun çöküşünü simüle etmek için bir rastgele kaynağa ihtiyacınız olacaktır. Bu yüzden olasılıklı bir Turing makinesine ihtiyacınız olacak .

Başkalarının söylediklerini tamamlamak için: bildiğimiz kadarıyla (klasik) bir Turing makinesi kuantum korelasyonlarını gerçekten simüle edemez . Bu açıkça, açık bir şekilde , David Deutsch Quantum teorisi, Church-Turing prensibi ve evrensel kuantum bilgisayarı tarafından yazılmış , genel yayın bilgisayarının özellikleri bölümünde açıklanmıştır . )).

Ayrıntılar, Turing makinesi, kuantum bilgisayar ve özellikle benzetim için uygulamanıza veya kesin tanımlarınıza bağlı olacaktır (eğer benzetmenin ne anlama geldiği ile yeterince cömertseniz , herhangi bir şey bir şeyi simüle edebilir). Genel olarak konuşursak, her seferinde tam olarak aynı başlangıç ​​durumundan (veya giriş bitlerinden) başlayarak tekrar tekrar çalıştırıldığında, birbirleriyle belirli kuantum korelasyonları sunan rastgele çıkış bitleri üreten bir kuantum bilgisayar tasarlamak mümkündür.

Bildiğim kadarıyla, bir Turing makinesi bunu yapamaz.