양자 컴퓨터가 특히 유용한 이유는 무엇입니까?

나는 양자 컴퓨터가 논리를 통한 단일 패스로 가능한 모든 상태의 중첩을 처리 할 수 ​​있다는 것을 알고 있습니다.

그것은 사람들이 양자 컴퓨터를 특별하거나 유용하게 만드는 것으로 지적하는 것 같습니다.

그러나 중첩 입력을 처리 한 후에는 중첩 결과가 나타납니다. 그 결과 단일 질문 만 할 수 있으며 단일 값으로 축소됩니다. 또한 중첩 상태를 복제 할 수 없으므로 (현재?) 해당 질문에 대한 답을 얻는 데 어려움을 겪고 있습니다.

두 경우 모두 하나의 상태 만 처리 된 것처럼 다중 처리 기능이 실제로 아무런 효과도 얻지 못한 것 같습니다.

내가 잘못 해석하거나 양자 컴퓨팅의 실제 유용성이 다른 것에서 비롯됩니까?

다른 것이 무엇인지 설명 할 수 있습니까?

파괴적인 간섭 은 양자 컴퓨터를 더욱 강력하게 만드는 주요 요소입니다. 고전적인 확률 론적 계산에서, 출력에 대한 두 개의 경로를 갖는 것은 항상 그 결과를 더 가능성있게 만듭니다. 양자 컴퓨터에서는 결과가 덜 나올 수 있습니다 .

양자 알고리즘은 신중하게 설계되어 오답이 파괴적으로 방해되는 경향이있어 원하는 솔루션 만 측정 결과로 남습니다. 이것은 까다 롭고 모든 문제가 허용하는 것은 아닙니다. Grover의 Search Algorithm 은이 효과의 훌륭한 예이므로 Grover의 알고리즘에 대한 초급 게시물 입니다.

다른 유용한 속성 양자 컴퓨터는 다음에 액세스 할 수 있습니다.

• 조정 및 의사 소통 개선을위한 얽힘 (예 : 대칭 파괴 , 초 고밀도 코딩 , 치는 벨 테스트 ).
• 그만큼 불확정성 원리 암호화에 대한 (예를 들어 양자 키 분배는 , 난수를 아인슈타인 인증 ).
• 양자 센서 및 기타 실험실 장비 를 구현하기 위해 실제 물리적 상태 를 조작하는 사람 (사실 폭탄 테스터를 원하지 않는 사람 )

(Scott Aaronson은 양자에 관한 흥미로운 모든 것은 중첩으로 인한 것이라고 말합니다. 것은 확률 분포와 같은 1- 노름 대신 2- 노름을 보존하는 .

당신의 질문 중 일부는 개방적인 이론적 질문입니다. 귀하의 질문에 답변하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. QM 컴퓨팅에 대해 생각하는 일반적인 방법은 스핀 트로닉스, 즉 계산을위한 스핀의 양자 특성을 활용한다는 것 입니다. 따라서 전자 / 논리의 소형화와 일반적인 계산의 논리적 다음 단계입니다. 현재의 제조 기술에서 쇠약 해지고있는 게이트 폭에 대한 이론적 한계가 있으며, 결과적으로 Moores 법칙 과 spintronics의 정체는 "다음 경계"를 나타냅니다.

$2^x$$x$는 큐 비트의 수, 즉 큐 비트의 선형 증가를위한 계산 능력의 지수 상승입니다. 이것은 공상 과학 소설과 거의 비슷하게 들리지만 누구나 아는 한 "실질적 / 내재적"인 것 같습니다.

1996 년의 중요한 돌파구는 Shor의 알고리즘으로 , "양자 다 시간 시간"에서 팩토링이 해결 될 수 있으며 양자 컴퓨팅에 대한 주요 관심을 불러 일으키는 것으로 인정됩니다. 물론 팩토링은 널리 사용되는 RSA 알고리즘 에서 최신 암호화 시스템의 핵심입니다 .

양자 컴퓨터가 "빠른"시간에 다른 주요 문제를 해결할 수 있다면 이론적 인 문제입니다. 이것은 BPP =? BQP 질문입니다.

논란의 여지가있는 QM 컴퓨터는 일부 문제를 해결하는 데 "유용한"것으로 입증 된 DWave에 의해 구축되었으며 , "약간 더 약한"유형의 QM 시스템에서 양자 스케일링의 형태를 성공적으로 입증했습니다. 단열 컴퓨팅으로 . Google, Nasa, Lockheed 등의 활발한 연구를 통해 명백한 속도 증가를 입증 할 수 있는지 여부를 공개적인 질문입니다.

간단히 말해, 양자 컴퓨터는 고전 컴퓨터와 같은 의미에서 정확히 "유용한" 것이 아니며 , 유용성의 정확한 특성이 활발히 연구되고 있으며, 제한된 / 실험 / 시제품 시스템 만이 현재 존재한다는 것이다. 그것들은 실현시 기존의 계산만큼 "적어도 유용하다"고 추측 할 수없는 특정 방식으로 가능하면 "더 유용하다"고 추측된다.

다소 논란의 여지가 있지만 그럼에도 불구하고 명심하십시오.

나는 아무 말도 하지 않을 것이다 양자 컴퓨터를 (적어도 현재) 더 유용하게 만드는 !

물론, 고전적인 이론적 처리와 관련하여 양자 역학의 컴퓨팅으로의 표준 이론적 처리는 실제로 다른 가능성이 지적한 바와 같이 새로운 가능성을 제공합니다. 그래서 캐치 는 무엇입니까여기서 입니까?

캐치은 이것이다 : 그것은이 없는 특정 양자 컴퓨터 (일반 / 고전 컴퓨터보다 실제로 관련 사실 더 강력$P$ vs $NP$문제는 물론) 기존 컴퓨터는 양자 컴퓨터를 시뮬레이션 할 수 없습니다. 물론 " 양자 이론 "이 그렇게 말할 것입니다. 왜 " 양자 이론 "에 따옴표가 있습니까? 양자 이론이 아니기 때문에 실제로는 양자 이론에 대한 구체적인 해석 일뿐입니다. 입니다. 이 모든 것이 이해되고 명확하기를 바랍니다.

관련 참조 :

1. 양자 컴퓨팅이 기존 컴퓨팅보다 빠르거나 빠를 것이라는 공식적인 증거가 있습니까?
2. 고전적인 시스템에 의해 에뮬레이트 된 양자 컴퓨터 ( IOP paper )
3. 클래식 PC보다 빠르지 않은 최초의 'Quantum Computer'
4. 양자 측정이 기존 컴퓨터를 능가 할 수 있습니까?
5. 양자 역학을 시뮬레이션하여 양자 컴퓨터를 이길