量子计算机是否只是50年代和60年代模拟计算机上的变体,而许多人从未见过或从未使用过?


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在最近的问题“量子计算只是天空中的馅饼”中,关于量子能力的改进有很多回应,但是所有问题都集中在当前的“数字”计算世界观上。

老式的模拟计算机可以模拟和计算许多复杂的问题,这些问题适合其运行模式,这些运行模式多年来一直不适合数字计算(有些仍然很“困难”)。在战争之前(〜I和II),所有被认为是机械土耳其人大脑的“发条”。我们是否陷入了不断重复出现的“所有数字化”潮流陷阱(没有与“模拟”相关的标签)?

在将量子现象映射到模拟计算以及从该类比中学习方面做了哪些工作?还是所有人都不知道如何编程野兽的全部问题。



我只想澄清一下,它们是双向连接的基于网络的模拟计算机与基于反馈(缓慢和缓慢)的连接的基于放大器的模拟计算机之间的潜在区别。节点周围的速度和底层“噪音”将互连的节点驱动到最终状态。感觉就像'Quantum'只是一种小型化和加速的方法……
Philip Oakley,

Answers:


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这是模拟计算机和量子计算机之间显着差异的快速列表:

  1. 模拟计算机无法通过贝尔测试。

  2. 具有N个滑块的模拟计算机的状态空间为N维。具有N个量子位的量子计算机的状态空间是维。2ñ

  3. 对一台模拟计算机进行错误纠正,您所拥有的是一台数字计算机(即不再是基本的模拟计算机)。纠错后,量子计算机仍是量子计算机。

  4. 模拟计算机对退相干错误不敏感。如果您意外复制数据,它们不会损坏。如果发生这种情况,量子计算的确会中断。

  5. 模拟计算机无法(有效地)运行Shor算法。或格罗弗的算法。或基本上任何其他量子算法。


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这让我感到困惑。您似乎暗示“模拟”和“量子”是两个不同的事物,但实际上它们并不互斥:您拥有(1)类比经典(2)类比量子(3)数字经典(4)数字量子。因此,例如,“模拟计算机” 如果是模拟量子计算机,则可以通过贝尔测试。其余的观点也一样。
user1271772

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@ user1271772在问题的上下文中,很明显,我指的是经典模拟计算机。
Craig Gidney '18

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在将量子现象映射到模拟计算以及从该类比中学习方面做了哪些工作?

的起始位置(有很多良好的引用)来了解模拟量子计算(也称为“量子类似物计算”和“连续可变量子计算”)是这里。请注意,模拟经典计算不如模拟量子计算强大,原因与我在回答该问题时所解释的类似:量子计算机(无论是数字计算机还是模拟计算机)都可以利用量子纠缠。

我们是否陷入了不断重复出现的“所有数字化”潮流陷阱(没有与“模拟”相关的标签)?

不幸的是,很多人拥有它,这可能是“绝热量子计算”努力获得其早期(甚至现在)应有的尊重的原因的一部分。绝热量子计算是模拟量子计算的一种特殊类型,它肯定在此Stack Exchange上有标签,并且有很多问题(但我认为还不够)。已经证明,“绝热量子计算”是完全模拟的,不涉及任何可以做任何事情,一个数字量子计算机可以做 虽然具有相同的计算效率,所以尽管确实有很多量子计算人员陷入了“万物数字”潮流陷阱,但仍有一些人喜欢模拟量子计算(例如绝热量子计算)。


感谢您提供额外的标签,链接和术语说明。就我自己而言,我正在将电网格网络与量子网络进行比较,从历史上看,电子网络是“即时的”,就像现在的量子一样,并且两者都具有相似的物理性质。
菲利普·奥克利

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量子计算机是否只是50年代和60年代模拟计算机上的变体,而许多人从未见过或从未使用过?

不,他们不是。

数字和模拟因素不是重点,量子和传统设备之间的区别在于更基本的层面。

通常,量子设备不能被经典设备有效地模拟,无论是“模拟”还是“数字”设备(或者至少是这种情况,人们都强烈认为是这样)。从这个意义上讲,量子计算机实际上与经典模拟计算机的任何变体或与此相关的其他形式的经典计算完全不同。

确实,用于量子计算的最流行的体系结构(即以“量子位”集运行)是数字经典计算机的量子对应物。模拟设备也有其量子对应物(例如,参见连续变量量子信息)。


我想到的是交互的方式。在数字中有一个确定的确定性,而在模拟中有“噪声”(波动,概率等)。后者往往被认为是Quantum的代表,因此我提出了Q的建议(另外,很少有人真正记得这种模拟方法!)
Philip Oakley,

@PhilipOakley我不确定我是否理解。是后者,量子通常倾向于表示为 <-我听不懂这句话
glS 18'Jul 10'at

(针对QM的)“后期”是“概率分布”等。因此,模拟系统中的噪声是一个多维概率问题(根据Shannon),而量子位似乎是一个类似的多维概率问题,因此概念抽象的相似性。一个关键的区别是空间范围,以至于老式的​​模拟网络很少能达到MHz BW,而毫秒响应却超过cm,但是QM希望在微米或更小的范围内能获得更高的频率。
菲利普·奥克利

量子比特似乎是一个类似的多维概率问题:但是它们与经典模拟设备的确不是一样,或者至少不是一样。量子位可以是连续的状态,这是事实,但是每次测量时,总是会在两个位置之一中观察到它,因此它与经典的存在本质上的不同。另一个大的不同是,量子系统可以处于其中的可能状态的数量成倍地增加,而经典系统则可以,因此可以提供更丰富的动力学
glS 18'Jul

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我们是否陷入了不断重复出现的“一切数字化”潮流陷阱?


我注意到的是更多的“万能二进制”潮流陷阱。这让我想起了奶奶的烹饪秘诀

曾几何时,一位母亲正在教她的女儿做全家烤火腿的家庭食谱。那是任何人吃过的最好的火腿,所以他们总是认真遵循那个食谱。

他们准备了腌泡汁,去皮,切入丁香,然后走了一步,女儿不了解。

“我们为什么要切火腿末?” 她说。“那不是让它变干吗?”

母亲说:“你知道,我不知道。” “那只是奶奶教我的方式。我们应该打电话给奶奶问。”

于是他们打电话给奶奶,问:“我们为什么要切火腿末?是让腌泡汁进去还是什么?”

“不,”奶奶说。“说实话,我断断续续,因为那是妈妈教我的方法。后来我加入了腌泡汁,因为我担心火腿干了。让我们叫曾祖母问她。”

因此,他们打电话给曾祖母居住的辅助生活设施,老妇人听了他们的问题,然后说了。

“哦,看在土地上!我剪断了两端,因为我没有足够大的锅来盛满一整个火腿!”


我最近在考虑qubyte,想知道是否真的需要将它们定义为8 qubit。一个8级量子系统(qunit)将具有8维空间,并且理论上可以对一个字节(8位)进行编码。这是对qubyte(量子字节)的更好定义吗?

还是所有人都不知道如何编程野兽的全部问题。


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我同意“一切二进制/数字化”已经成为一种咒语,许多思想都嵌在其中(然后在上面)。我们像大脑一样解释大脑和所有事物。在早期的电子时代中,有一段时间其理论/技术可以应用于大的模拟问题,例如电阻(阻抗)网格。除了使用错误的(?;-) Gibbs公式外,QM基本上使用的是相同的Maxwell,所以也许有一些关于横向思考的挑衅。对于“字节”,请查看波特率,而不是比特率。
菲利普·奥克利

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'符号率'-很好!我认为二进制问题早于计算机。请参阅:善与恶的知识树; P
meowzz

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对于8d空间,请看C Furey的博士论文“代数的标准模型物理学?”,以及2分钟的YouTube讲座。相对于我们对代表科学的数学的需求而言,它具有很大的合理性..(不能让事物成为巫术数学/科学-其他可用的神学)
Philip Oakley
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