나는 알고 튜링 기계 (1)는 이론적으로 "무엇"을 시뮬레이션 할 수 있습니다,하지만 난 그것을 양자 기반 컴퓨터로 근본적으로 다른 무언가를 시뮬레이션 할 수 있을지 모른다. 이 시도가 있습니까, 아니면 가능하거나 불가능하다고 증명 한 사람이 있습니까?
나는 주변을 봤지만이 주제에 대한 전문가는 아니므로 어디를 볼지 잘 모르겠습니다. Quantum Turing machine 에서 Wikipedia 기사를 찾았 지만 그것이 고전 TM과 정확히 어떻게 다른지 확실하지 않습니다. 또한 W. Fouché 등 의 Deutsch 's Universal Quantum Turing Machine 논문을 찾았 지만 이해하기가 다소 어렵습니다.
1. 명확하지 않은 경우, 튜링 머신 (Turing machine)에 의해 나는 물리적 머신이 아닌 이론적 개념을 의미합니다 (즉, 이론적 개념의 구현).
답변:
그렇습니다 . 양자 컴퓨터 는 튜링 머신 으로 시뮬레이션 할 수있지만 실제 양자 컴퓨터가 양자 우위를 누릴 수 없다는 것을 암시해서는 안됩니다.
대체로, 인간이 무언가 어떻게 작동해야하는지 수동으로 설명하거나 상상할 수 있다면, 튜링 머신에서 그 상상력을 구현할 수 있습니다. 양자 컴퓨터는이 범주에 속합니다.
현재 양자 컴퓨팅의 큰 동기는 큐 비트 가 중첩에 존재할 수 있다는 것입니다 . 기본적으로 대규모 병렬 계산을 허용합니다. 그런 다음 양자 소둔 및 기본적으로 아날로그 컴퓨팅 전술 인 기타 작은 요령이 있습니다 .
그러나 이러한 이점은 효율성에 관한 것입니다. 어떤 경우에는 그 효율성이 천문학적 수준을 넘어서서 기존 하드웨어에서는 실용적이지 않은 것들을 가능하게합니다. 이로 인해 양자 컴퓨팅은 암호화 와 같은 주요 응용 프로그램을 갖습니다 .
그러나 양자 컴퓨팅은 현재 우리가 근본적으로 할 수 없었던 일에 대한 열망에 의해 동기 부여되지 않습니다. 양자 컴퓨터가 동작을 수행 할 수 있다면, 고전적인 튜링 머신은 그 동작을 수행하는 양자 컴퓨터의 시뮬레이션을 수행 할 수있다.
무작위성은 문제가되지 않습니다. 두 가지 큰 이유가 있습니다.
어쨌든 분포 수학 을 사용하여 임의성을보다 정확하게 캡처 할 수 있습니다 .
무작위성은 처음 부터 진짜 " 사물 " 이 아닙니다 . 그것은 단지 무지입니다. 그리고 우리는 항상 무지를 생산할 수 있습니다.
웨이브 함수의 붕괴를 시뮬레이션하려면 임의의 소스가 필요합니다. 따라서 확률적인 튜링 기계 가 필요합니다 .
우리가 아는 한 튜링 머신은 양자 상관 관계를 실제로 시뮬레이션 할 수 없습니다 . 이것은 David Deutsch Quantum 이론, 교회-투어 원칙 및 보편적 인 양자 컴퓨터의 논문으로 보편적 양자 컴퓨터의 속성 섹션에 명시 적으로 주장되어있다 ( Royal Society of London A 400, pp. 97-117 (1985)). )).
세부 사항은 튜링 머신, 퀀텀 컴퓨터, 특히 시뮬레이션 에 대한 구현 또는 정확한 정의에 따라 달라집니다 ( 시뮬레이션의 의미에 충분히 관대하다면 무엇 이든 시뮬레이션 할 수 있음). 일반적으로 말하자면, 정확히 동일한 시작 상태 (또는 입력 비트)에서 시작하여 반복적으로 작동 될 때 모든 동작에서 서로 특정 양자 상관 관계를 나타내는 임의의 출력 비트를 생성하는 양자 컴퓨터를 설계하는 것이 가능하다.
내가 아는 한, 튜링 머신은 그렇게 할 수 없습니다.