Questions tagged «algorithm»

有关量子算法的问题。也就是说，理论上可以由量子计算机执行的算法，通常是提供“通用”量子计算的计算机。

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如何置换（重新排列）n位输入？
我对一种量子算法感兴趣，该算法获取n位序列作为输入，并生成此n位序列的改组（置换）版本。 例如，如果输入为0,0,1,1（因此在这种情况下，n = 4），则可能的答案是： 0,0,1,1 0,1,0,1 0,1,1,0 1,0,0,1 1,0,1,0 1,1,0,0 注意，仅应生成一个输出，该输出是在所有可能的有效输出中随机选择的。 如何最好地在量子算法中实现呢？ 已经提出了一种解决方案，作为“ 如何创建一个量子算法来生成具有相等数量的1位的2个n位序列 ”的答案之一。。但是此解决方案的问题在于，这需要大约(n2)(n2)\binom{n}2帮助量子位，如果n大，则它们会迅速变得巨大。 注意： 请不要在没有解释经典算法的步骤如何映射到通用量子计算机的情况下提供经典算法。 对我而言，有两种解释“在所有可能的好产出中随机选择”的好方法：（1）每个可能的好产出都有相等的被选择的机会。（2）每个可能的良好输出都有被选择的机会> 0。
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量子分类算法的最新技术是什么？
作为对我的量子bogosort问题的出色回答的结果，我想知道量子算法用于分类的最新技术是什么。 确切地说，此处的排序定义为以下问题： 给定一个数组整数（可以自由选择自己的代表的，但要清楚这一点，我觉得这已经是不平凡的！）大小的，我们希望这个数组转换为数组使得阵列是对彼此的改组和进行排序，即对所有。AAAAAAnnnAsAsA_sAsAsA_sAs[i]≤As[j]As[i]≤As[j]A_s[i]\leq A_s[j]i≤ji≤ji\leq j 对此有什么了解？某些模型是否存在复杂性界限或猜想？有实用的算法吗？我们可以击败经典排序吗（甚至是在他们自己的游戏中用桶或基数排序吗（即在它们工作良好的情况下？））
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量子计算机可以轻松确定魔方的混合时间吗？
魔方锦标赛的官员使用了两种不同的方式来争夺立方体。目前，他们打散的立方体，并以随机的顺序重新组装cubies π∈Gπ∈G\pi\in G魔方组GGG。以前，它们将适用的随机序列ggg的辛马斯特移动⟨U,D,F,B,L,R⟩⟨U,D,F,B,L,R⟩\langle U,D, F, B, L, R\rangle。 tttggg20 吨⟨ ü ，d ，˚F ，乙，大号，- [R ⟩∥G∥=43,252,003,274,489,856,000‖G‖=43,252,003,274,489,856,000\Vert G\Vert=43,252,003,274,489,856,000 202020ttt⟨U,D,F,B,L,R⟩⟨U,D,F,B,L,R⟩\langle U,D, F, B, L, R\rangle 量子计算机对确定魔方的混合时间有什么好处吗？ttt 我认为我们可以有一些巧妙的Hadamard移动顺序来创建一个寄存器|A⟩|A⟩\vert A \rangle作为所有∥G∥‖G‖\Vert G\Vert这样的配置上的统一叠加；因此，将Singmaster的任何顺序应用于|A⟩|A⟩\vert A \rangle都不会更改|A⟩|A⟩\vert A \rangle。 如果我们猜测混合时间是，我们还可以创建另一个寄存器作为长度为的所有Singmaster单词的均匀叠加，并有条件地将每个这样的单词应用于已求解状态，希望得到一个状态这样，如果我们测量，则每个配置都可能被测量。如果，那么我们将不会沿着的Cayley图走足够长时间，并且如果我们要测量 Ť | 乙⟩ 牛逼“ | 一个“ ⟩ | 乙⟩ | 一个⟩ | 甲⟩ ‖ ģ ‖ 吨' …
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Grover-算法如何应用于数据库？
题 我想使用Grover-Algorithm在未排序的数据库中搜索元素。现在出现了问题，如何使用qubits初始化数据库的索引和值？Xxx 例 假设我有量子位。因此，可以映射经典值。44424= 1624=162 ^ 4 = 16 我未排序的数据库具有以下元素：。dddd[ 数值] = [ 3 ，2 ，0 ，1 ]d[Value]=[3,2,0,1]d [\text{Value}] = [3,2,0,1] 我想搜索。x = 2d= 10b= | 10 ⟩x=2d=10b=|10⟩x = 2_d = 10_b = |10\rangle 我的方法：用为数据库编制索引。寄存器和用于索引，寄存器和用于值。然后，仅将Grover-Algorithm应用于寄存器和。可以实现吗？还有其他方法吗？dddd[ （指数值）] = [ （0 ，3 ），（1 ，2 ），（2 ，0 ），（3 ，1 ）]d[(Index, Value)]=[(0,3),(1,2),(2,0),(3,1)]d [(\text{Index, Value})] …
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状态的一般构造
两个最著名的纠缠状态是GHZ状态和状态，其中。|ψ⟩=1/2–√(|0⟩⊗n+|1⟩⊗n)|ψ⟩=1/2(|0⟩⊗n+|1⟩⊗n)|\psi\rangle = 1/\sqrt{2}\left( |0\rangle^{\otimes n} + |1\rangle^{\otimes n}\right)WnWnW_nW3=1/3–√(|100⟩+|010⟩+|001⟩)W3=1/3(|100⟩+|010⟩+|001⟩)W_3 = 1/\sqrt{3}\left(|100\rangle + |010\rangle + |001\rangle\right) 对于任意构造GHZ状态都很简单。但是，实现状态更加困难。对于这很容易，对于我们可以使用nnnWnWnW_nn=2n=2n=2n=4n=4n=4 H q[0,3] X q[0,3] Toffoli q[0],q[3],q[1] X q[0,3] Toffoli q[0],q[3],q[2] CNOT q[2],q[0] CNOT q[2],q[3] 即使对于我们也有实现，例如，请参见此答案。但是，我还没有找到给定时输出用于构造状态的电路的。n=3n=3n=3nnnWnWnW_n 是否存在由单量子比特门和两个量子比特门定义的算法？如果是这样，那是什么？
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有没有人将量子算法应用于计算生物学问题的例子？
如标题所示，我正在寻找已发布的应用于计算生物学问题的量子算法示例。显然，尚不存在实际示例的可能性很高（到目前为止）–我感兴趣的是任何概念证明。在这种情况下，计算生物学问题的一些示例是： 蛋白质结构预测（二级，三级） 药物配体结合 多序列比对 创新大会 机器学习应用 我发现只有一个这样的参考文献可以说明我在寻找什么。在这项研究中，D-Wave用于转录因子结合，但是，在绝热量子计算领域之外的示例将是有趣的。 量子退火与经典机器学习应用于简化的计算生物学问题 在量子模拟方面有几种。尽管它们显然不是通常被认为与生物学相关的规模的模拟，但人们可以想象，这一研究领域是对具有生物学意义的较大分子进行建模的先驱（在许多其他事物中）。 原子核的云量子计算 分子能的可扩展量子模拟 因此，除了转录因子结合和量子模拟以外，还有其他与生物学相关的概念证明吗？ 更新：到目前为止，我已经接受了最佳答案，但是我将检查是否还有其他示例。这是我发现的，有些古老（2010年），旨在证明在晶格蛋白质模型中识别低能蛋白质构象 -这也是D-Wave出版物。
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量子计算机将如何用于求解偏微分方程？
假设您有要解决的PDE。 您将使用哪种量子算法来解决它？我们如何在量子计算机上输入问题？输出是什么，形式如何？ 我知道解决线性系统的量子算法（通常称为HHL，但实际上这是一个坏名字，因为其他版本不是HHL的作者提供的），但可能还有其他方法。同样，由于它被视为子例程，因此输出是量子的，然后除非您要从中获取统计信息或将其用作其他量子算法的输入，否则它是有限制的。
12 algorithm 
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琼斯多项式
有许多相当标准的量子算法，可以在非常相似的框架中理解它们，例如Deutsch算法Simon问题，Grover搜索算法，Shor算法等等。 一种似乎完全不同的算法是评估琼斯多项式的算法。而且，从某种意义上来说，这是一个至关重要的算法，要理解它是一个BQP完全问题：它展现了量子计算机的全部功能。同样，对于问题的一个变体，它是DQC-1完整的，即，它表现出一个干净qubit的全部功能。 在琼斯多项式算法提出在一个非常不同的方式向其他量子算法的算法。有没有更类似/熟悉的方式可以理解算法（特别是DQC-1变体中的the 或BQP-complete变体中的整个电路）？UüU
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（延迟选择）量子擦除器的等效量子电路是什么？
量子计算机能够有效地模拟任何其他量子系统。因此，必须有某种等效的（可能是模拟的）量子橡皮擦设置。我希望看到这样的等效电路，称为量子电路，理想情况下是延迟选择量子橡皮擦的变体。 量子擦除器的一个（量子）实验实现是：创建一个双狭缝干涉实验，在该实验中，您可以使用自发的参数降频转换，通过将每个狭缝前面的光子“加倍”来获得双向信息（其物理性质并不重要）就我的观点而言，关键是我们有一个新的光子，我们可以测量该光子以获得哪个方向的信息。除非我们建立量子擦除器，否则干涉图案自然会消失：如果携带“去向”信息的两个“加倍”光子通过50-50分束器以无法再测量“去向”信息的方式叠加，干扰模式再次出现。奇怪的是 我似乎无法在简单的量子比特门中找到令人信服的等效模式和干涉图。但是我也想在量子计算机上进行这种思想（最好是真实的）实验。为此，我需要在量子计算机上运行什么程序（量子电路）？
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是否存在从“纯粹的CS背景”开始并朝着“制作新的量子编程语言”发展的学习指南？
我来自计算机科学领域，我发现很难决定学习量子计算时应该关注的资源，因为有很多东西可以阅读/观看。我的最终目标是要使一种编程语言充当量子计算机和1972年C制成的人之间的接口。作为一个现实的中间阶段，我想说一下在IBM QISKit上编写程序的意义。 为此，我需要一个示意性的学习指南，以便获得物理学的必要背景以及深入量子计算领域所需的相关领域。这是否已经存在：一份必不可少的概念和掌握能力的有序清单，如果可能的话，还列出了获得它们的足够材料？ 假设具有高中物理知识。提供学习指南，即从初学者到专家的一种指南。尝试按时间顺序列出视频/书籍资源，以便成为量子计算领域的专家，达到我可以编写自己的量子计算语言的水平（假设已经具备其他CS技能来编写该语言） 。
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量子算法可以有效解决什么样的现实问题（不包括密码学）？
这个问题非常相似，是否有关于使用量子计算机可以更有效地解决哪些问题的一般性陈述？ 但是，提供给这些问题的答案主要是从 理论/数学的角度来看的。 对于这个问题，我对实践/工程观点更感兴趣。因此，我想了解一种量子算法可以比您目前使用经典算法能够更有效地解决哪些问题。因此，我真的以为您不了解所有可以最佳解决同一问题的经典算法！ 我知道量子动物园表达了一个完整的问题集合，对于这些问题，存在一种量子算法，该算法的运行效率比经典算法高，但是我无法将这些算法与实际问题联系起来。 我知道Shor的因式分解算法在密码学领域非常重要，但是我故意将密码学排除在这个问题的范围之外，因为密码学世界是一个非常特殊的世界，值得他自己提出问题。 在有效的量子算法中，我的意思是算法中至少必须有一个步骤必须转换为n位量子计算机上的量子电路。因此，基本上，该量子电路将创建一个 x矩阵，并且其执行将以一定的可能性给出可能性之一（因此，不同的运行可能会得出不同的结果-其中，每可能性由构造的 x厄米矩阵确定。）2n2n2^n2n2n2^n2n2n2^n2n2n2^n2n2n2^n2n2n2^n 因此，我认为要回答我的问题，必须将现实世界问题的某些方面/特征映射到 Hermitian矩阵。那么，实际问题的什么样的方面/特征可以映射到这样的矩阵？2n×2n2n×2n2^n \times 2^n 对于现实世界中的问题，我的意思是一个可能由量子算法解决的实际问题，而不是一个可能使用量子算法的领域。
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线性方程组的量子算法（HHL09）：第1步-有关相位估计算法使用的困惑
一段时间以来，我一直试图绕过著名的（？）论文《线性方程组的量子算法》（Harrow，Hassidim和Lloyd，2009）（通常被称为HHL09算法论文）。 在第一页上，他们说： 我们在这里草绘算法的基本概念，然后在下一节中对其进行详细讨论。给定一个埃尔米特矩阵 ，以及一个单位矢量，假设我们想找到 满足。（我们将讨论后面的效率问题，以及如何放宽对 和的假设。）首先，该算法将 为量子状态。接下来，我们使用哈密顿模拟[3，4]的技术将 应用于A → b → x A → x = → b A → b → b | b ⟩ = Σ Ñ 我= 1 b 我| 我⟩ ê 我甲吨 | b 我 ⟩ Ť 甲| b ⟩ 甲λ Ĵ Σ Ĵ = Ñ …
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关于使用量子计算机可以更有效地近似哪些问题，是否有任何一般性陈述？
正如它的名字已经表明，这个问题是一个跟进这个其他。我对答案的质量感到满意，但是我觉得如果添加关于优化和逼近技术的见解会非常有趣，但可能会引起话题的误解。 从蓝的答案： 复杂性理论的经验法则是，如果量子计算机可以在多项式时间内“解决”问题（带有错误界限），并且可以解决的问题类别在于BQP，而不能解决P或BPP 这如何适用于近似类？可以利用量子计算的任何特定拓扑，数值等属性吗？ 作为我可能要问的一个示例（但绝对不仅限于此！），请采用Christofides算法：它利用了优化的图形的特定几何特性（对称性，三角形不等式）：推销员在可行的世界中旅行。但是销售人员的数量也很大，我们可以同时精确地知道他们的位置和动量。也许量子模型也可以适用于其他类型的指标，而这些指标具有更宽松的限制，例如KL散度？在那种情况下，它仍然是NP完整的，但是优化将适用于更广泛的拓扑。这个例子可能是一个长镜头，但我希望您能理解我的意思。我真的不知道这是否有意义，但是在这种情况下，答案也可以解决:) 有关： 退火为旅行推销员提供的优势水平
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