Bir süre önce buna baktığımda, kuantum algoritmalarının, özellikle hızlı olmamakla birlikte üssel olarak büyük paralel paralelliğe izin verdiği açıktı. Böylece sıralı donanımla pratik olmayan alanlarda, hatta büyük ölçüde paralel sıralı donanımla aramayı içeren durumlarda parlarlar.
Kuantum algoritmalarının bir özelliği de geri dönüşümlü olmaları gerektiğidir . Herhangi bir algoritma, geri çalışmasına izin verecek kadar kayıt tutma ekleyerek, tersine çevrilebilir olana dönüştürülebilir.
Bir diğer özellik, kuantum algoritmasından cevap almanın bir hit-miss ilişkisidir, çünkü bir hesaplamanın sonunda elde ettiğiniz şey, her biri kendi olasılıklarına sahip olan birden fazla cevaptır. İstediğiniz cevap yüksek olasılık olacak şekilde çalıştırılmalıdır. Bu, algoritmayı birkaç kez ileri ve geri çalıştırmayı içerebilir.
Check out Grover Arama Algoritması .
Grover algoritmasının temel çalışmasını göstermek için INSERTED. Bir arama sorunu olduğunu varsayalım. Olası cevaplar 0, 1, 2 ve 3'tür, fakat doğru cevap 2'dir. Böylece kuantum bilgisayar dört durumun da üst üste getirilir ve hangisinin doğru olduğunu görmek için bir dizi adımdan geçer ve aşağıdaki siyah noktalar ve oklar gibi genliğini tersine çevirir:
Bu ok 2'nin makinenin içinde ters çevrildiğini görebilirsiniz, ancak bunu dışarıda söylemenin bir yolu yoktur, çünkü sadece olasılıklar dışarıda görülebilir, genlik kareleridir ve kareler karelerken hepsi eşittir.
Bununla birlikte, amplitüdler, kırmızı çizgi ile gösterilen bir ortalamaya sahiptir ve bilgisayarın , ortalama etrafında her genliği tersine çeviren bir dizi adımdan geçmesi sağlanabilir . Bu yapıldığında, genlikler ve olasılıklar 2. duruma, doğru cevaba geçsin ! Böylece makine gözlenirse durum 2 öne çıkar.
Bu kadar basit değil. Genel olarak, doğru cevabın olasılığını en üst seviyeye çıkarmak için, her bir döngünün sonunda ters çevrilerek, ileri ve geri, makinenin birden fazla devresini alır. Ayrıca, bu sayıdan daha fazla yapmamaya özen gösterin, çünkü kendisi de kolayca tersine çevrilebilir.
Peki neden kuantum bilgisayarların bu kadar hızlı olduğunu söylüyorlar ? Çünkü, her bir litre sayısını iki katına çıkardığınızda, paralelliğin karesini alırsınız, ancak zamanın uzunluğunu kare yapmazsınız, bu yüzden sonunda kazanır.
Bu eğlenceli değil mi?
Yazılım doğruluğunun doğrulanmasında bunun nasıl uygulanabileceği ile kişisel olarak ilgilenmiştim. Şimdi yazılımı bir demet test girişi atarak ve (çok basit olması için) bir Assert'e çarpıp çarpmadığını görerek test ediyoruz. Kuantum bir bilgisayarda, daha yoğun bir girdi grubuna karşı paralel olarak çalıştırmak ve bu durumlardan herhangi birinin bir Assert'e çarpıp çarpmadığını görmek mümkün olabilir.
Algoritmaya giriş 128 bayt veya 1024 bit ise, 2 ^ 1024 veya 10 ^ 308 olası farklı girişler vardır. Geleneksel bir bilgisayarda birçok girişin test edilmesinin bir yolu yoktur, ancak kuantum bir bilgisayar hepsini paralel olarak deneyebilir.