已经提出了哪些协议来实现量子RAM?


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在经典计算的背景下,随机存取存储器(RAM)的关键作用使人们自然而然地想知道如何将这一概念推广到量子域。

Giovannetti等人可以说是提出一种有效的QRAM架构的最著名的(也是第一个?)工作2007年。在这项工作中,证明了他们的“存储桶桥接”方法允许使用操作访问内存的内容,其中N是内存插槽的数量。这是相对于替代方法,这需要一个指数改进øÑ α的操作。然而,从实验的角度来看,实现这种架构是非常重要的。O(logN)NO(Nα

以上是实施QRAM的唯一已知方法吗?还是在这个方向上有其他理论著作?如果是这样,他们如何与Giovannetti等人比较(优缺点)。提案?

Answers:


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在QRAM(2017年)的当前状态的很好的总结中可以找到这个文件,并且它与传统方法的比较可以发现这次谈话。尽管存在修改,但Giovannetti型的“水桶大队” QRAM似乎仍然是已知的最好的。使用任何此类QRAM都存在严重警告,并且尚未提出避免这些QRAM的替代方法(使用大型并行经典计算机除外)。

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问题取决于一次需要激活多少个组件。理想情况下,活动组件的数量仅需要与内存中的量子位数量成线性关系。但是,实际的实现通常远非理想。

例如,本文研究了噪声的影响,并得出结论,需要进行纠错可以消除少量有源元件的任何优点。此潜在问题的严重性取决于量子计算机使用哪种算法,以及QRAM必须被查询多少次。对于多项式查询,可以避免完全的容错。但是对于超多项式查询,例如格罗弗的搜索,似乎需要完全宽容。

就与其他可能性进行比较而言,有人认为QRAM资源的指数数量应与处理器数量指数的经典并行体系结构进行比较。通过这种比较,量子算法看起来并不那么出色。正如这里所解释的,当考虑到这种并行性时,我们期望其量子加速的某些算法实际上会更慢。

尽管范围不大,但这里也提出另一种将经典数据叠加的建议,因此值得一提。

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