Kuantum bilgisayarlar, birçoğunun hiç görmediği veya kullanmadığı 50'lerin ve 60'ların Analog bilgisayarlarında sadece bir varyant mı?


16

Son soru "Kuantum Hesaplama Gökyüzünde Sadece Pie mı?" Kuantum yeteneklerindeki gelişmelerle ilgili birçok yanıt var, ancak bunların hepsi dünyanın mevcut 'dijital' bilgi işlem görünümüne odaklanıyor.

Eski analog bilgisayarlar, uzun yıllardır dijital hesaplama için uygun olmayan çalışma modlarına uyan birçok karmaşık sorunu simüle edebilir ve hesaplayabilir (ve bazıları hala 'zor'). Savaşlardan önce (~ I & II) her şey mekanik Türk beyni ile 'saat işi' olarak görülüyordu. Tekrar eden aynı 'dijital olan her şey' bandwagon tuzağına düştük mü ('analog' ile ilgili etiket yok)?

Kuantum fenomenlerinin analog hesaplamaya eşlenmesi ve bu benzetmeden öğrenme konusunda ne tür çalışmalar yapılmıştır? Yoksa hayvanların nasıl programlanacağına dair gerçek bir fikri olmayan bir halk sorunu mu.



Sadece bağlantıların iki yönlü olduğu Ağ tabanlı analog bilgisayarlar ile geri besleme (yavaş ve yavaş ..) tabanlı bağlantıların olduğu Amplifikatör tabanlı analog bilgisayarlar arasındaki potansiyel ayrım olduğunu açıklığa kavuşturmak istiyorum. Düğümlerin etrafındaki hız ve birbirine bağlı düğümleri son durumlarına yönlendiren zemin 'gürültüsü'. 'Quantum' sadece bir minyatürleştirme ve hızlandırma yöntemi gibi geliyor ...
Philip Oakley

Yanıtlar:


9

Analog ve kuantum bilgisayarlar arasındaki önemli farkların hızlı bir listesi:

  1. Analog bilgisayarlar Bell testlerini geçemez.

  2. 2N-

  3. Bir analog bilgisayarı düzeltin ve elinizdeki şey dijital bir bilgisayar (yani artık temelde analog değil). Kuantum bilgisayarlar hata düzeltildikten sonra hala kuantumdur.

  4. Analog bilgisayarlar kod çözme hatalarına karşı duyarlı değildir. Verilerin yanlışlıkla kopyalarını çıkarırsanız kırılmazlar. Kuantum hesaplamaları bu olursa bozulur.

  5. Analog bilgisayarlar Shor'un algoritmasını (etkin bir şekilde) çalıştıramaz. Veya Grover'ın algoritması. Veya temel olarak başka herhangi bir kuantum algoritması.


2
Bu benim için kafa karıştırıcı. "Analog" ve "kuantum" un iki farklı şey olduğunu öne sürüyorsunuz, ancak gerçekte birbirlerini dışlamıyorlar: (1) analog-klasik (2) analog-kuantum (3) dijital-klasik (4) dijital kuantum. Yani, örneğin, "analog bilgisayarlar" olabilir bunlar analog kuantum bilgisayarları ise Çan testinde başarılı. Aynı şey diğer puanlarınız için de geçerli.
user1271772

2
@ user1271772 Soru bağlamında, klasik analog bilgisayarlardan bahsettiğim açık.
Craig Gidney

6

Kuantum fenomenlerinin analog hesaplamaya eşlenmesi ve bu benzetmeden öğrenme konusunda ne tür çalışmalar yapılmıştır?

Analog kuantum hesaplama ("kuantum analog hesaplama" ve "sürekli değişken kuantum hesaplama" olarak da bilinir) hakkında bilgi edinmek için bir başlangıç ​​noktası (birçok iyi referansla) burada . Analog klasik hesaplamanın analog kuantum hesaplama kadar güçlü olmadığına dikkat edin , bu soruya verdiğim cevaba açıkladığım şeye benzer : kuantum bilgisayarlar (dijital veya analog olsun) kuantum dolaşıklığından faydalanabilir.

Tekrar eden aynı 'dijital olan her şey' bandwagon tuzağına düştük mü ('analog' ile ilgili etiket yok)?

Ne yazık ki bir çok insan var ve bu, "adyabatik kuantum hesaplama" nın ilk yıllarında (ve şimdi) hak ettiği saygıyı elde etmek için mücadele etmesinin nedeninin bir parçası olabilir. Adyabatik kuantum hesaplama, kesinlikle bu Stack Exchange'de bir etikete ve adil sayıda soruya sahip (ancak bence yeterli değil) belirli bir analog kuantum hesaplama türüdür . Tamamen analog olan ve aynı hesaplama verimliliğine sahip herhangi bir kapı , dijital kuantum bilgisayar yapabileceği her şeyi yapabilir içermeyen "adyabatik kuantum hesaplamanın" kanıtlandığı kanıtlanmıştır , bu nedenle kuantum hesaplamadaki birçok insanın 'her şey dijital' bantgen tuzağına düştüğü doğrudur. analog kuantum hesaplamayı takdir eden bazı insanlardır (örneğin adyabatik kuantum hesaplaması).


Ekstra etiketler, bağlantılar ve terminoloji açıklaması için teşekkürler. Kendim için, elektriksel ağları, tıpkı kuantumun şu anda olduğu gibi, tarihsel olarak elektronik ağların 'anlık' olduğu kuantum ağlarıyla karşılaştırıyordum ve her ikisinin de benzer fiziği var.
Philip Oakley

3

Kuantum bilgisayarlar, birçoğunun hiç görmediği veya kullanmadığı 50'lerin ve 60'ların Analog bilgisayarlarında sadece bir varyant mı?

Hayır değiller.

Sayısal ve analog faktör buradaki nokta değil, kuantum ve klasik cihazlar arasındaki fark daha temel bir seviyede.

Bir kuantum cihazı, "analog" veya "dijital" olsun, klasik bir cihaz tarafından genel olarak verimli bir şekilde simüle edilemez (veya en azından bunun böyle olduğuna inanılmaktadır). Bu anlamda, kuantum bilgisayarlar, klasik analog bilgisayarların herhangi bir varyasyonundan veya bu konudaki diğer klasik hesaplama türlerinden gerçekten çok farklıdır.

Gerçekten de, kuantum hesaplama için en popüler mimariler, "kubit" kümelerinde çalışanlar, dijital klasik bilgisayarların kuantum muadilleridir . Analog cihazlar ayrıca kuantum muadillerine sahiptir (örneğin sürekli değişken kuantum bilgilerine bakınız ).


Aklıma gelen şey etkileşimlerin görülme biçimiydi. Dijitalde varsayılan bir kesinlik vardır, analogda ise 'gürültü' vardır (dalgalanma, olasılık, ..). Bu, Quantum'un sunma eğiliminde olduğu ikincisi, bu yüzden Q'mun önerisi (artı bu tür analog yöntemleri gerçekten hatırlayan çok az kaldı!)
Philip Oakley

@PhilipOakley Anladığımdan emin değilim.
Quantum'un

'İkincisi' (QM için) "olasılık dağılımları" ve benzerleridir. Dolayısıyla analog sistemdeki gürültü çok boyutlu bir olasılık problemidir (Shannon'a göre) ve Kübitler benzer çok boyutlu olasılık problemi gibi görünür, dolayısıyla kavramsal soyutlamaların benzerliği. Önemli bir fark, eski moda analog ağlarının nadiren bir MHz BW'ye ve cm'den milisaniye tepkilere ulaşacağı uzamsal boyuttur, ancak QM mikronlar ve daha düşük frekanslar üzerinde çok daha yüksek frekanslar umuyor.
Philip Oakley

Qubits benzer bir çok boyutlu olasılık problemi gibi görünmektedir : ancak bunlar gerçekte ya da en azından klasik analog cihazlarla aynı değildir. Bir kübit devletlerin sürekliliğinde olabilir, bu doğrudur, ancak bunu her ölçtüğünüzde her zaman iki konumdan birinde gözlemlersiniz, bu yüzden klasik olarak sahip olduğunuzdan temel olarak farklı bir şeydir. Bir başka büyük fark, kuantum sistemlerinin olabileceği olası durumların sayısının klasik olarak mümkün olandan katlanarak daha büyük olması, böylece çok daha zengin bir dinamiğe izin
vermesidir

0

Tekrar eden aynı 'dijital her şey' bandwagon tuzağına düştük mü?


Fark ettiğim şey daha çok 'her şey ikili' bandwagon tuzağı; bana büyükannemin yemek sırrını hatırlatıyor :

Bir zamanlar, bir anne kızına bütün pişmiş bir jambon yapmak için aile tarifini öğretiyordu. Herkesin sahip olduğu en iyi jambondu, bu yüzden her zaman bu tarifi dikkatle takip ettiler.

Turşuyu hazırladılar, cildi attılar, karanfilleri koydu ve sonra kızının anlamadığı bir adım geldi.

"Neden jambonun uçlarını kesiyoruz?" dedi. "Bu kurumasını sağlamaz mı?"

"Bilirsin, bilmiyorum," dedi anne. "Büyükannemin bana böyle öğrettiği gibi. Büyükanne çağırıp sormalıyız."

Böylece büyükanneyi aradılar ve "Neden jambonun uçlarını kesiyoruz? Turşunun içeri girmesine izin vermek mi yoksa ne?"

"Hayır," dedi Büyükanne. "Dürüst olmak gerekirse, uçları kestim çünkü annem bana böyle öğretti. Daha sonra turşuyu adım ekledim, çünkü jambonun kuruması konusunda endişeliydim. Büyük büyükanne çağırıp ona soralım."

Böylece büyük büyükannenin yaşadığı yardımlı yaşam tesisini aradılar ve yaşlı kadın sorularını listeledi ve sonra söyledi.

"Ah, kara tadı için! Uçları kestim çünkü bütün bir jambon için yeterince büyük bir tava yoktu!"


Son zamanlarda qubytes hakkında düşünüyorlardı ve gerçekten 8 qubits olarak tanımlanmaları gerekip gerekmediğini merak ediyordum. 8 seviyeli bir kuantum sistemi (qunit) 8 boyutlu bir boşluğa sahip olacak ve teorik olarak bir baytı (8 bit) kodlayabilir. Bu bir kübit (kuantum byte) için daha iyi bir tanım mı?

Yoksa hayvanların nasıl programlanacağına dair gerçek bir fikri olmayan bir halk sorunu mu.


1
"İkili / dijital olan her şeyin" birçoğunun içine gömülü olduğu (sonra da yukarıda) bir mantra haline geldiğini kabul ediyorum. Beyinleri ve her şeyi bir bilgisayar gibi açıklıyoruz . Direnç (empedans) ağları gibi büyük analog sorunlara teorilerinin / tekniklerinin uygulanabileceği erken elektronik günlerinde bir dönem vardı. Çoğunlukla aynı eski Maxwell, yanlış (? ;-) Gibbs formülasyonundan başka, QM'nin kullandığı, belki de biraz yanal düşünme hakkında biraz provokasyonun olması muhtemeldir. 'Bayt' için, bit hızı olmayan baud hızına bir göz atın.
Philip Oakley

1
'Sembol oranları' - güzel! Bence ikili sorun bilgisayar gibi her şeyden önce gelir. Bakınız: iyi ve kötü bilgi ağacı; P
meowzz

1
8. alan için C Furey'nin "Cebirden standart model fizik?" doktora ve 2 dakikalık YouTube derslerine bir göz atın. (- diğer teologlarini mevcut / bilim şeyler vudu matematik olmasına izin veremeyiz) bir matematik bilimi temsil etmek için ihtiyaca olasılık göreli bir sürü .. Has
Philip Oakley
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.