양자 컴퓨팅 프로젝트 아이디어

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저는 컴퓨터 공학을 전공하고 있으며 현재 졸업 프로젝트를 계획하고 있습니다. 양자 컴퓨팅 분야에 대한 아이디어가 필요합니다. 어떤 도움?

quantum-computing  soft-question 
— 데야
소스
이 프로젝트의 시간과 의도 된 어려움을 고려할 때 적절하다고 생각되는 프로젝트 유형의 예를들 수 있다면 도움이 될 것입니다. 프로젝트로 논문을 자세히 읽을 수 있습니까?
— Robin Kothari
예 : 어려운 문제를 해결하기 위해 머신 러닝 기술을 양자 컴퓨팅과 결합 (또는 새로운 기술 개발)합니다. Google은 머신 러닝 알고리즘과 D- 파 양자 컴퓨터를 사용하여 훨씬 빠른 이미지 검색을 수행했습니다. 시간, 나는 : 11 개월 어려움 : 매체 (학부)
— Deyaa
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나는 그것이 범위 내에 있다고 가정하면 이것이 커뮤니티 위키라고 생각합니다.
— Lev Reyzin
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@ 로스 : 나는 단순히 질문이 불분명하고 매우 개방적이며 주관적이며 분명한 "정답"이있는 것이 아니기 때문에 그것을 하향 투표했다 ( cstheory.stackexchange.com/faq 참조 ). 더 신중한 설명과 "커뮤니티 위키"모드에서는 필자의 공감대를 피했을 가능성이 큽니다. 이것이 불필요하게 가혹한 경우 사과하지만, 사람들은 질문의 공식화에 더 많은주의를 기울여야한다고 생각합니다 (특히 아무도 현재 그것을 해결할 수 없으므로 CW 플래그를 올바르게 사용해야합니다).
— Jukka Suomela
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@Deyaa, Joe Fitzsimmons와 Jukka Suomela의 질문에 대답하려고하면 더 나은 질문을 만들 수 있습니다.
— Suresh Venkat

답변:

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내가 제안하는 한 가지 프로젝트는 다음과 같습니다. 선형 프로그래밍을 위해 양자 랜덤 워크를 기반으로 양자 알고리즘을 개발하십시오. 이 프로젝트의 경우 먼저 양자 랜덤 워크에 대한 몇 가지 기본 사실과 이들이 알고리즘 적으로 유용한 방법에 대해 배우고, 둘째는 랜덤 심플 렉스 유형 알고리즘에 대해 배우고 세 번째를 결합하려고 시도해야합니다. 파트 3은 매우 야심적이며 유익한 내용이 있는지 전혀 모르겠지만 파트 1과 2는 이미 학부 프로젝트에 적합합니다.

— 길 칼라이
소스
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정말 좋은 제안입니다. 실제로 특수한 랜덤 보행의 이점을 얻을 수있는 많은 수의 알고리즘이 있습니다. LT / 랩터 오류 수정 코드는 예를 들어 무작위 보행을 기반으로합니다. 나 한테 투표 해 만나서 반가워요, 길 :-)
— 로스 스나이더
나는 양자 랜덤 보행과 같은 것들이 있다는 것을 몰랐다! 좋은 생각 !
— Suresh Venkat
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Suresh : 그렇습니다. 양자 알고리즘에 대한 중요한 접근 방식으로 밝혀졌습니다. 그러나 알고리즘 프로젝트에 관한 것은 제곱근의 속도를 높이는 것이 사소하고 더 ​​나은 것을 얻는 것이 매우 어렵다는 것입니다. 아마도 또 다른 아이디어는 선형 방정식 시스템을 푸는 최근의 알고리즘에서와 같이 다항식 시간 알고리즘을 로그 시간으로 낮추려고 시도하는 것입니다.
— Joe Fitzsimons
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이미지 검색을 사용한 DWaves 결과는 약간 이상합니다. 현재 DWave의 장치를 효율적으로 시뮬레이션 할 수 없다는 강력한 증거는 없습니다. 이것은 많은 블로그에서 자세히 논의되었습니다 ( Scott Aaronson 과 Dave Bacon 은 DWave를 여러 번 다루었습니다).

이제이를 제외하고, 관심있는 양자 컴퓨팅의 측면에 따라 수많은 잠재적 인 프로젝트가 있습니다. 또한 양자 역학과 물리에 대한 지식 수준에 따라 다릅니다. 실험적 한계는 어떤 문제를 볼 가치가 있는지 결정하는 데 큰 역할을하기 때문에 아키텍처 유형 질문은 종종 물리학이됩니다. 알고리즘과 통신의 복잡성은 훨씬 CS 중심 영역입니다.

양자 계산에는 여러 가지 다른 모델이 있으며, 다른 것보다는 일부에 대한 진입 장벽이 가파 릅니다. 단열 및 토폴로지 양자 컴퓨팅은 회로 모델 및 측정 기반 계산 모델보다 다소 어려운 경향이 있습니다.

내가 여름에 일하는 학생과 함께 성공한 한 가지 문제는 시뮬레이션으로 다양한 오류 수정 코드에 대한 내결함성 임계 값을 근사화하는 것이 었습니다. 이것은 진입 장벽이 비교적 낮은 것입니다. 또 다른 아이디어는 특수 목적 작업 (인코딩, 측정, 상태 준비)을위한 양자 셀룰러 오토마타 방식을 살펴 보는 것입니다.

머신 러닝에 대해 언급 했으므로 진화론 적 프로그래밍을 사용하여 다양한 간단한 문제에 대한 양자 회로를 발전시키는 것을 살펴볼 수 있습니다. 나는 이것을 몇 번 가지고 놀았으며, 당신은 꽤 좋은 행동을 취할 수있는 것 같습니다 (예 : 진화하는 검색 규칙).

적절한 프로젝트를 만들 수있는 임의의 아이디어를 계속해서 나열 할 수 있지만 관심있는 영역에 대해 더 많은 아이디어를 제공 할 수 있다면 더 나은 답변을 얻을 수 있다고 생각합니다. 기본적인 질문은 단순히 코딩 프로젝트, 하드웨어 디자인, 순수 이론 등에 관심이 있습니까? 가고 싶은 방법에 따라 다양한 가능성이 있습니다.

— 조 피츠 시몬스
소스
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CUDA 지원 GPU를 활용하여 시뮬레이션을 가속화하는 기능을 갖춘 현재 양자 컴퓨팅 개발 도구 (예 : libquantum)를 제공하는 것과 같은 것을 제안합니다. 양자 컴퓨팅은 선형 대수학, 즉 행렬과 벡터 연산에 관한 것입니다. 이는 GPU가 처음에 설계된 것입니다.

— 알라 간
소스
무엇 같은 시뮬레이션?
— Deyaa
Quantum 컴퓨팅 개발 도구를 사용하면 Shor 알고리즘, Grover 검색, 양자 텔레포트, 오류 수정 코드 및 직접 생성하고 테스트하려는 알고리즘을 포함한 양자 알고리즘 및 프로토콜을 시뮬레이션 할 수 있습니다.
— M. Alaggan
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QCL과 같은 양자 컴퓨팅 테마 언어는 논문 프로젝트를 위해 만들어졌습니다. 실제로 웹에서 구현 한 모든 양자 컴퓨팅 기반 언어는 논문 프로젝트를 위해 수행되었습니다. 양자 에뮬레이터를 코딩하려고 할 수도 있습니다. "컴퓨터 과학자를위한 퀀텀 컴퓨팅"책에서 이러한 에뮬레이터에 총체적으로 추가되는 프로그래밍 드릴을 제공합니다.

— 빈센트 루소
소스
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이것이 얼마나 도움이 될지 모르겠지만 아마도 몇 가지 지침을 제공 할 것입니다.

2009 년 봄 Sasha Razborov는 양자 컴퓨팅에 관한 강의를 진행했습니다. 강의 웹 사이트 에는 몇 가지 "프로젝트"아이디어와 몇 가지 중요한 양자 논문에 대한 언급이 포함되어 있습니다.

페이지의 "프로젝트"는 실제로 "더 많은 숙제 관련 문제"일 뿐이므로 아마도 수석 논문에 적합하지 않거나 11 개월이 걸리지 않을 것입니다. 그러나 이러한 문제 및 / 또는 일부 참고 문헌은 좋은 아이디어를 촉발시킬 수 있습니다.

— 조슈아 그로 호프
소스
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