量子计算在分析/控制混沌系统方面是否具有本质优势?


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  1. 对量子计算机的发烧友级的,不准确的知识是,它们可以在多项式时间内解决许多指数可解决的问题。
  2. 发烧友级别的,对混沌系统不准确的知识是,它们对初始条件高度敏感,因此,它们的预测和控制非常困难,甚至超过了(通常是不够的)准确性。

如今,混沌系统最著名的实际应用之一是对地球天气进行建模的问题。

将(1)和(2)放在一起,我认为使用量子计算机,我们可能要采取重要的步骤(从多项式到指数)来处理它们。这是对的吗?

我们除了处理混乱之外,还有其他本质上的优势吗?


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特别是关于天气建模,您可能会对论文“ Frolov,AV Russ。Meteorol。Hydrol。(2017)42:545. doi.org/10.3103/S1068373917090011
blalasaadri

Answers:


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不总是。一些问题是不确定的(他们的解决方案)。除此之外,正如您所说,某些问题对初始条件的变化非常敏感,以至于大多数解决方案都过于局限。

但是,在某些情况下,量子计算机可以提供具有洞察力的结果,这可能有助于阐明解决方案的不同方法。

要考虑的另一点是在混沌系统中使用数值方法。以准确性为代价,某些方法比其他方法更优化。使用量子计算机,计算时间减少了很多(根据理论),这可能允许更精确的计算,从而使人们对更困难的混沌系统有了更好的了解。

需要说明的是:Quantum计算机可能无法提供解析解决方案(即使是可能具有此类解决方案的问题),但是更精确的近似值通常可以导致对问题的新理解,这是处理问题的一种方式。


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没有。

混沌(如混沌系统中所述)是确定性的,可以使用经典确定性方程来计算这种系统的演化。问题在于不同轨迹的强烈差异,即使初始值的微小差异也可能导致最终值的较大差异。

在这种情况下,量子计算无济于事。

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