提出的问题是:“是否有一种有效的方法来恢复由(量子)噪声引起的误差?” 和彼得·肖尔的回答令人钦佩的覆盖来回答这个问题,即通过设计容错量子计算机的一个有效途径。
在工程实践中,很常见的一种替代有效方法。我们推断“如果噪声足够大,无法进行量子计算,那么可以使用P中的经典资源来模拟系统动力学。”
换句话说,通常我们可以通过指数地降低模拟经典系统和量子系统的计算复杂度,从而认识到噪声正在为我们提供重要服务,从而从噪声中“有效地恢复”。
关于以噪声为中心的动力学仿真方法的文献很大,并且还在不断增长。Plenio和Virmani的最新参考文献中的定理既有物理动机又有严格要求,其中包括对更广泛文献的许多参考。基于噪声的基于Clifford的量子计算机的容错阈值上限(arXiv:0810.4340v1)。
古典动力学家使用的语言截然不同,噪声机制就是温控器的技术名称; 弗伦克尔和史密斯理解分子模拟:从算法到应用程序》(1996年)提供了基本的数学介绍。
当我们将经典恒温器和量子恒温器转换为几何动力学语言时,我们发现(毫不奇怪)利用噪声来提高仿真效率的经典方法和量子方法本质上是相同的。他们各自的文献很少相互参考,这在很大程度上是由符号障碍所造成的历史事故。
较不严格但更普遍地讲,以上结果阐明了启发式规则在量子信息理论中的起源,该规则被化学家,物理学家和生物学家广泛接受,即与热浴动态接触的任何经典或量子系统都可能证明可以用P中的计算资源实现所有实际用途(FAPP)。
这种启发式的例外,无论是经典的还是量子的,都代表着重要的开放性问题。他们的人数逐年急剧减少;对结构预测的两年期关键评估(CASP)为这一改进提供了一种客观的度量。
目前尚不完全了解这种噪声驱动的,数十年来“超越摩尔”的仿真能力的基本极限。不用说,从长远来看,我们对这些限制的稳步提高的理解将使我们更接近于构建量子计算机,而在短期内,这种知识将极大地帮助我们有效地模拟非量子计算机的系统。无论哪种方式,这都是好消息。