실제 양자 컴퓨터를 만들 수 없다는 주장은 무엇입니까?

다른 질문에 대한 답변 은

있다 인수 와 같은 기계 [ "양자 튜링 기계"]도 구축 할 수없는 제안 ...

나는 문제를 완전히 이해하고 있는지 확신 할 수 없으므로 올바른 질문을하지는 않지만 여기에 수집 할 수있는 것이 있습니다.

이 슬라이드는 Gil Kalai 교수 (예루살렘 히브리 대학교 및 예일 대학교) 의 강의 (2013 년)로 진행 됩니다. 나는 강의의 대부분을 보았고, 그의 주장은 내결함성 양자 컴퓨터 (FTCQ)를 만드는 데 장벽이 있고,이 장벽은 아마도 물리적 구성 요소로부터 논리적 큐 비트를 만드는 데있다. (타임 스탬프 26:20) :

이러한 장벽의 이유는 소음 및 오류 수정 문제로 인한 것 같습니다. 현재의 연구에서 소음을 고려하더라도 올바른 방식으로 수행하지는 않습니다 (이것은 제가 이해할 수없는 부분입니다).

나는 많은 사람들 (예 : Scott Aaronson)이이 불가능한 주장에 회의적이지만, 나는 그 주장을 더 잘 이해하려고 노력하고 있습니다.

실제 양자 컴퓨터를 만들 수 없다고 제안하는 이유 는 무엇입니까?

Gil Kalai의 주장을 이해하려는 의도라면 다음 블로그 게시물을 추천합니다. Quantum Computers에 대한 나의 주장 : Quanta Magazine의 Katia Moskvitch와의 인터뷰 (그리고 그 링크).

좋은 측정을 위해, 나는 또한 21 세기의 영구 운동 에 빠질 것 입니까? (특히 의견). 또한 Aram Harrow를 사용한 My Quantum Debate 의 하이라이트 ( 타임 라인, 비 기술적 하이라이트 및 Aram II를 사용한 Flashbacks I 및 My Quantum Debate)를 볼 수 있습니다. 마지막으로 아직 배우지 않았다면 Scott Aaronson의 하나님이 주사위를 연주하는지 여부를 참조하십시오 .

먼저, 그의 고지 기사 에서 Kalai의 견해를 간략하게 요약 합니다 (AMS의 고지에서 Quantum Computer Puzzle 참조 ).

소음이있는 곳에서 양자 컴퓨터를 이해하려면 다른 규모의 행동을 고려해야합니다. 소규모에서는 90 년대 중반의 소음에 대한 표준 모델이 적합하며, 양자 진화와 그 상태는 매우 낮은 수준의 계산 능력을 나타냅니다. 이 소규모 거동은 잡음이 큰 양자 시스템의 거동에 큰 영향을 미칩니다. 한편으로는 양자 내결함성과 양자 우월의 시작점에 도달하지 못하므로 모든 규모에서 불가능합니다. 다른 한편으로, 잡음을 더 큰 규모로 모델링하고 잡음이 많은 양자 시스템의 동작에 대한 다양한 예측을위한 새로운 암시 적 방법으로 이어진다.

둘째, 최근 논쟁 고전적 오류 수정은 가능하지만 양자 오류 수정은 불가능하다고 생각 .

매우 원시적 인 계산 능력에 의해 지원되는 반복 / 중요 메커니즘과 달리, 양자 오류 정정 코드를 생성하고 양자 우월성을 입증하는 쉬운 작업은 계산 복잡성 측면에서 매우 낮은 수준의 장치에 의해 달성되지 않을 수있다.

(위의 Aram Harrow와의 대화에서 지적 하나가, 바로 다음도 고전 오류 수정하고자 불가능을 칼라이의 초기 인수를 할 수 있다고.)

포스트에서 Kalai는 원시 양자 컴퓨터는 오류 수정을 할 수 없을 것이라고 주장했다.

Q : 그러나 왜 50 큐 비트의 범용 양자 회로를 허용 할만큼 충분한 큐 비트를 만들 수 없습니까?

A : 이렇게하면 매우 복잡한 장치 (계산 복잡성의 점근 적 행동 측면에서)가 우수한 계산을 수행 할 수 있습니다.

Kalai는 또한 위상 양자 컴퓨팅이 작동하지 않는 이유에 대한 강의 ( YouTube )를 진행 했습니다.

Q : "실제 양자 컴퓨터 (내장 할 수없는 제안에 대한 이유가 무엇 교수 길 칼라이 제시로 , 2013 년 이후 어떤 변화를 가지고는)?".

" 21 세기의 영구 운동? " 이라는 제목의 인터뷰에서 Kalai 교수는 다음과 같이 말합니다.

양자 시스템의 경우 일반적으로 양자 상태의 정확한 사본을 만들 수 없다는 등 특별한 장애가있다. 그럼에도 불구하고, 오류 정정 이론의 많은 부분이 이월되었으며 유명한 임계치 이론은 내결함성 양자 계산을 보여준다. (FTQC) 특정 조건이 충족되면 가능합니다. 가장 강조된 조건은 절대 오류율에 대한 임계 값을 설정합니다. 현재 기술이 달성하지만 접근 할 수있는 것보다 훨씬 더 엄격합니다. 그러나 여기서 제기 된 한 가지 문제는 오류는 이러한 체계가 작동하기에 충분한 독립성을 갖거나 그들이 처리 할 수있는 것으로 제한된 상관 관계를 가지고 있습니다. "

그의 " Quantum Computers : Noise Propagation and Adversarial Noise Models " 라는 제목의 이전 논문에서 그는 다음과 같이 말합니다.

페이지 2 : "계산적으로 우수한 양자 컴퓨터의 타당성은 우리 시대의 가장 흥미로운 과학적 문제 중 하나입니다. 양자 컴퓨터 타당성에 대한 주요 관심사는 양자 시스템이 본질적으로 시끄럽다는 것입니다. 양자 오류 정정 및 내결함성 양자 이론 FTQC (quantulation)는 양자 컴퓨터 구축 가능성을 강력하게 지원한다.이 논문에서는 양자 계산에 실패 할 수있는 적대적인 노이즈 모델에 대해 논의 할 것이다.

페이지 19 : "따라서 주요 이슈는 새로운 (또는 무한한) 노이즈 동작을 이해하고 설명하는 것입니다. 여기서 고려하는 적대적 모델은 새로운 노이즈의 모델로 간주해야합니다. 그러나 오류 전파를 허용하는 양자 회로에서 누적 오류의 동작 신선한 소음 모델에 대한 일종의 "역할 모델"입니다.

FTQC의 일반적인 그림은 다음과 같이 주장합니다.

• 새로운 게이트 / 큐 비트 오류를 ​​특정 임계 값 미만으로 줄일 수있는 경우 내결함성이 작동합니다. 이 경우 오류 전파가 억제됩니다.

우리가 제안하는 것은 :

• 전체 오류가 표준 오류 전파 (오류 전파를 허용하는 회로의 경우)에 대해 누적 된 오류처럼 작동하기 때문에 내결함성이 작동하지 않지만 반드시 오류 전파로 인한 것은 아닙니다.

따라서 잡음이 많은 양 컴퓨터의 적절한 모델링을 위해서는 새로운 오류가 표준 오류 전파 (오류 전파를 허용하는 회로)의 누적 오류처럼 동작해야합니다.

결과적으로 오류 전파를 피할 수 없게됩니다. "

23 페이지 : "추정 B : 얽힌 상태의 잡음이 많은 양자 컴퓨터에서는 오류 동기화의 영향이 강합니다.

이 시점에서 이러한 추측이 실제로 피해를 입는 이유를 비공식적으로 설명해야합니다. 우리는 Conjecture B로 시작합니다. FTQC에 필요한 오류 수정 코드를 적용하는 퀀텀 컴퓨터의 상태는 (“높은 얽힘”에 대한 공식적인 정의에 의해) 얽혀 있습니다. 추측 B는 모든 컴퓨터주기에서 결함이있는 큐 비트의 수가 임계 값보다 훨씬 클 가능성은 작지만 실질적인 가능성이 있음을 의미합니다. 이는 잘못된 큐 비트 수가 임계 값보다 훨씬 클 확률이 큐 비트 수에 따라 기하 급수적으로 감소한다는 표준 가정과는 대조적입니다. 다수의 큐 비트에 결함이있을 가능성은 작지만 실질적인 확률은 양자 오류 정정 코드에 실패하기에 충분하다. "

" Quantum Computers Fail : Quantum Codes, Physical Systems in Correlations, and Noise Accumulation "을 참조하십시오.

많은 사람들이 병을 앓고 있으며 많은 부분이 바뀌었다.이 위키 백과 페이지 인 " Quantum Threshold Theorem "또는이 논문 " Topologically Encoded Qubit의 실험적 양자 계산 "을 참조하십시오. 도량형 양자 자원으로서의 일관성과 얽힘은 샷 노이즈 또는 양자 한계에서 하이젠 베르크 한계까지 측정 정밀도를 향상시킬 수있다. " 추가 차원을 활용하여 " 트랜스 몬 qutrit와 양자 계측 "논문에서 .

나는 그의 주장에 대해 구체적으로 언급 할 수 없다. 왜냐하면 그것들을 완전히 이해한다고 주장하지 않기 때문이다. 그러나 일반적으로, 우리는 양자 역학이 힐버트 (Hilbert) 공간에있는 많은 큐 비트 시스템과 상태에 계속 유효한지 궁금합니다.

물리학은 자연을 관찰하고, 이론을 세우고, 이론을 확인하고, 그것들이 어디로 분해되는지 찾는 것입니다. 그런 다음 사이클이 다시 시작됩니다.

우리는 현재의 양자 프로세서만큼 깨끗하고 잘 제어되고 큰 양자 시스템을 가지고 있지 않습니다. '최고'를 이끌어 낼 수있는 장치는 현재 실험 경험을 훨씬 뛰어 넘습니다. 따라서이 검증되지 않은 QM 코너가 모두 고장날 수 있는지 궁금합니다. 아마도 수정 불가능한 형태의 노이즈로 효과적으로 작용하는 새로운 '양자 후 (post-quantum)'효과가 나타날 것입니다.

물론 우리 대부분은 그렇게 생각하지 않습니다. 그리고 우리는 그것이 그렇지 않거나 양자 컴퓨터가 없기를 바랍니다. 그럼에도 불구하고 우리는 우리가 틀렸을 가능성에 대해 열려 있어야합니다.

그리고 양자 컴퓨팅이 실패 할 것이라고 생각하는 소수자들도 그들이 틀렸다는 생각에 개방적이어야합니다. 바라건대, 그들은 '벨 위반 거부자'의 새로운 브랜드로 밝혀지지 않을 것입니다.