고전적인 계산의 맥락에서 랜덤 액세스 메모리 (RAM) 의 중요한 역할은 그러한 개념을 양자 영역에 어떻게 일반화 할 수 있는지 궁금해하는 것은 당연합니다.
효율적인 QRAM 아키텍처를 제안하는 가장 주목할만한 (그리고 첫 번째?) 작품은 Giovannetti et al. 2007 년 . 이 연구에서 그들의 "버킷 브리 게이트"접근 방식은 연산으로 메모리의 내용에 액세스 할 수 있음을 보여주었습니다 . 여기서 N 은 메모리 슬롯의 수입니다. 이것은 필요한 다른 접근법에 대해 지수 개선 O ( N의 α ) 작업. 그러나이 아키텍처를 구현하는 것은 실험적인 관점에서 매우 중요하지 않습니다.
위의 QRAM을 구현하는 유일한 방법입니까? 아니면이 방향으로 다른 이론적 연구가 있었습니까? 그렇다면 Giovannetti et al.과 어떻게 비교합니까? 신청?
답변:
QRAM의 현재 상태 (2017 년 기준)에 대한 좋은 요약은 이 백서 에서 찾을 수 있으며, 이 대화 에서 고전적인 방법과 비교할 수 있습니다 . Giovannetti 유형의 "버킷 여단"QRAM은 여전히 수정 된 형태가 있지만 알려진 것 중 최고입니다. 이러한 QRAM의 사용에는 심각한 경고가 있으며, 이러한 문제를 피할 수있는 대안은 없습니다 (대량 병렬 처리 된 클래식 컴퓨터를 사용하는 경우 제외).
"버킷 여단"QRAM은 중첩 인코딩 사용하는 큐빗 시각. 이 논문 에서는 다항식 시간 단축을 이용한 대안 계획이 제안되었다 . 어느 경우 든 사용 된 물리적 리소스의 수는 큐 비트 수에 따라 지수 적입니다. 이로 인해 체계의 구현 및 / 또는 유용성을 제한하는 문제가 발생할 수 있습니다.
문제는 한 번에 활성화해야하는 구성 요소 수에 따라 다릅니다. 이상적으로 활성 구성 요소의 수는 메모리의 큐 비트 수와 선형 일 필요가 있습니다. 그러나 실제 구현은 일반적으로 이상적이지 않습니다.
이 종이예를 들어이 에서는 노이즈의 영향을 살펴보고 오류 수정이 필요하므로 적은 수의 활성 구성 요소의 장점을 제거 할 수 있다고 결론을 내립니다. 이 잠재적 인 문제의 심각도는 양자 컴퓨터에서 사용중인 알고리즘과 QRAM을 쿼리해야하는 횟수에 따라 다릅니다. 다항식 쿼리 수의 경우 완전한 내결함성을 피할 수 있습니다. 그러나 Grover의 검색과 같은 초 다항식 쿼리에는 완전한 허용이 필요한 것 같습니다.
다른 가능성과 비교할 때 QRAM의 지수 자원 수는 지수 프로세서 수를 가진 고전적 병렬 아키텍처와 비교되어야한다고 주장 해왔다. 이 비교에서 양자 알고리즘은 그리 좋아 보이지 않습니다. 여기에 설명 된대로 에 ,이 병렬 처리를 고려하면 양자 속도 향상을 기대하는 일부 알고리즘이 실제로 느려집니다.
일반적으로 범위는 아니지만 클래식 데이터를 중첩에 넣는 또 다른 제안도 여기에 제안 되었으므로 언급 할 가치가 있습니다.