양자 컴퓨터가 임의의 양자 역학 시스템을 효율적으로 시뮬레이션 할 수 있다는 증거는 무엇입니까?

JBV는 몇 가지 의견을 질문으로 바꾸겠다고 제안했습니다.

또 다른 질문 [1]은 QM 컴퓨팅의 응용에 대해 묻습니다. 한 가지 대답은 "양자 역학을 효율적으로 시뮬레이션"하는 것이 었습니다. 분명히이 아이디어는 Feynman의 주제에 대한 초기 글로 거슬러 올라갑니다. 비록 참조가 없지만. 그래서:

질문. 양자 컴퓨터가 임의의 양자 기계 시스템을 효율적으로 시뮬레이션 할 수 있다는 증거는 무엇입니까?

한 수준에서 이것은 기본적으로 보입니다. 그러나 이것은 다음과 같은 이유로 사소한 것처럼 보이지 않습니다. 대부분의 양자 컴퓨팅 문헌은 두 개의 입자 또는 다른 작은 하위 시스템에서 작동하는 게이트에서의 작동을 줄이는 것으로 보입니다. (예, Toffoli 게이트는 3 개의 입력에서 작동하지만 어쨌든 종종 2 큐 비트 CNOT 게이트로 줄어 듭니다.)

튜링 완전성으로 인해 양자 컴퓨터가 임의의 고전적 또는 양자 물리학을 시뮬레이션 할 수 있다는 데는 의문의 여지가 없습니다. 그러나 임의 양자 물리학을 효율적 으로 시뮬레이션하려면 적어도 / 거의 2 웨이 게이트 에서 임의의 n 웨이 상호 작용 을 시뮬레이션하는 방법이 필요하다고 생각됩니다 .

우리는 임의의 n-way 게이트를 만들 수 있다고 주장 할 수 있지만, 수년간의 실험 연구를 거친 후 확실한 증거는 2-way 게이트 조차도 구축하기가 매우 어렵고 n-way 게이트가 훨씬 더 어렵다는 것입니다. ( 예를 들어 3 개의 입자 벨 불평등과 같은 3 방향 양자 실험이 있지만, 구축하기는 어렵습니다.)

[1] 양자 컴퓨팅의 실제 응용 (보안 제외)

[2] https://cstheory.stackexchange.com/a/10241/248

$n$

$n$$n$$n$$n$

$2^n$$n$$n$$O(n)$

$n$$n$$k$$k$

$n$

여부 양자 컴퓨터는 효율적으로 시뮬레이션 양자 장 이론은 여전히 열려있는 질문 수 있지만 진행되어 현재 되고 만들어 그 위에.