Czy komputery kwantowe to tylko wariant komputerów analogowych z lat 50. i 60., których wielu nigdy nie widziało ani nie używało?

16

W ostatnim pytaniu „Czy obliczenia kwantowe to po prostu pieśń na niebie” istnieje wiele odpowiedzi dotyczących ulepszeń możliwości kwantowych, jednak wszystkie skupiają się na obecnym „cyfrowym” spojrzeniu na świat.

Dawne komputery analogowe mogły symulować i obliczać wiele złożonych problemów, które pasowały do ich trybów pracy, które przez wiele lat nie nadawały się do obliczeń cyfrowych (a niektóre z nich są nadal „trudne”). Przed wojnami (~ I i II) wszystko było uważane za „mechanizm zegarowy” z mechanicznymi mózgami Turków. Czy wpadliśmy w tę samą pułapkę „wszystkiego, co cyfrowe”, która ciągle się powtarza (nie ma tagów związanych z „analogiem”)?

Jakie prace wykonano w zakresie mapowania zjawisk kwantowych na obliczenia analogowe i wyciągania wniosków z tej analogii? A może jest to problem polegający na tym, że ludzie nie mają pojęcia, jak zaprogramować zwierzęta.

— Philip Oakley
źródło

Zadałem podobne pytanie: quantumcomputing.stackexchange.com/questions/2595/…

— Steven Sagona

Chcę tylko wyjaśnić, że jest to potencjalne rozróżnienie między komputerami analogowymi opartymi na sieci, w których połączenia są dwukierunkowe, a komputerami analogowymi opartymi na wzmacniaczach, w których występowały połączenia zwrotne (powolne i powolne ...). Jest to prędkość wokół węzłów i „szum” podłogi, który doprowadza połączone węzły do ich ostatecznego stanu. Wydaje się, że „Quantum” to tylko metoda miniaturyzacji i przyspieszenia ...

— Philip Oakley,

9

Oto krótka lista znaczących różnic między komputerami analogowymi i kwantowymi:

Komputery analogowe nie mogą przejść testów Bella.
Przestrzeń stanu komputera analogowego z suwakami N ma wymiar N. Przestrzeń stanu komputera kwantowego z N kubitami ma wymiar $2^N$
Błąd korekcji komputera analogowego, a to, co masz, to komputer cyfrowy (tj. Nie jest już zasadniczo analogowy). Komputery kwantowe są nadal kwantowe po korekcji błędów.
Komputery analogowe nie są wrażliwe na błędy dekoherencji. Nie łamią się, jeśli wykonasz przypadkowe kopie danych. Obliczenia kwantowe psują się, jeśli tak się stanie.
Komputery analogowe nie mogą (wydajnie) uruchamiać algorytmu Shora. Lub algorytm Grovera. Lub w zasadzie dowolny inny algorytm kwantowy.

— Craig Gidney
źródło

2

To jest dla mnie mylące. Wydaje się sugerować, że „analog” i „kwant” to dwie różne rzeczy, ale w rzeczywistości nie wykluczają się one wzajemnie: masz (1) analogowo-klasyczny (2) analogowo-kwantowy (3) cyfrowo-klasyczny (4) cyfrowo-kwantowa. Na przykład „komputery analogowe” mogą przejść testy Bella, jeśli są analogowymi komputerami kwantowymi. To samo dotyczy reszty twoich punktów.

— user1271772,

2

@ user1271772 W kontekście pytania jasne jest, że mam na myśli klasyczne komputery analogowe.

— Craig Gidney

6

Jakie prace wykonano w zakresie mapowania zjawisk kwantowych na obliczenia analogowe i wyciągania wniosków z tej analogii?

Punkt wyjścia (z wieloma dobrymi odniesienia) poznanie Quantum analogowego obliczeniowej (znany również jako „quantum analogu obliczeniowej” i „bezstopniowej Quantum obliczeniowej”) jest tutaj . Zauważ, że analogowe obliczenia klasyczne nie są tak potężne jak analogowe obliczenia kwantowe, z powodów podobnych do tego, co wyjaśniłem w mojej odpowiedzi na to pytanie : komputery kwantowe (cyfrowe lub analogowe) mogą skorzystać z splątania kwantowego.

Czy wpadliśmy w tę samą pułapkę „wszystkiego, co cyfrowe”, która ciągle się powtarza (nie ma tagów związanych z „analogiem”)?

Wiele osób ma niestety i może to być jeden z powodów, dla których „adiabatyczne obliczenia kwantowe” walczyły o uznanie, na które zasługiwały we wczesnych latach (i nawet teraz). Adiabatyczne obliczenia kwantowe są szczególnym rodzajem analogowych obliczeń kwantowych, które z pewnością mają znacznik na tej giełdzie stosów i sporo pytań (ale moim zdaniem niewystarczająco). Udowodniono, że „adiabatyczne obliczenie kwantowe”, które jest całkowicie analogowe i nie obejmuje żadnych bramek , może zrobić wszystko, co może zrobić cyfrowy komputer kwantowy z tą samą wydajnością obliczeniową, więc chociaż prawdą jest, że wiele osób w obliczeniach kwantowych wpadło w pułapkę „wszystkiego, co cyfrowe”, niektórzy cenią analogowe obliczenia kwantowe (na przykład obliczenia kwantowe adiabatyczne).

— użytkownik1271772
źródło

Dzięki za dodatkowe tagi, linki i wyjaśnienia terminologiczne. Dla siebie porównywałem sieci elektryczne z sieciami kwantowymi, w których historycznie sieci elektroniczne były „natychmiastowe”, tak jak obecnie jest kwant, i obie mają podobną fizykę po swojej stronie.

— Philip Oakley,

3

Czy komputery kwantowe to tylko wariant komputerów analogowych z lat 50. i 60., których wielu nigdy nie widziało ani nie używało?

Nie oni nie są.

Nie chodzi tu o współczynnik cyfrowy vs analogowy, różnica między urządzeniami kwantowymi i klasycznymi leży na bardziej podstawowym poziomie.

Zasadniczo urządzenie kwantowe nie może być skutecznie symulowane przez urządzenie klasyczne, czy to „analogowe”, czy „cyfrowe” (a przynajmniej tak się powszechnie uważa). W tym sensie komputery kwantowe naprawdę różnią się radykalnie od wszelkich odmian klasycznych komputerów analogowych lub innych form klasycznego obliczania w tym zakresie.

Rzeczywiście, najpopularniejsze architektury obliczeń kwantowych, działające na zbiorach „kubitów”, są kwantowymi odpowiednikami klasycznych komputerów cyfrowych . Urządzenia analogowe mają również swoje odpowiedniki kwantowe (patrz na przykład informacje kwantowe o zmiennej zmiennej ).

— glS
źródło

Aspektem, który miałem na myśli, był sposób postrzegania interakcji . W cyfrowej domniemanej pewności, podczas gdy w analogicznej występuje „szum” (fluktuacja, prawdopodobieństwo…). To ten ostatni kwant jest przedstawiany jako, stąd sugestia mojego Q (a ponadto jest niewielu, którzy naprawdę pamiętają takie analogowe metody!)

— Philip Oakley

@PililOakley Nie jestem pewien, czy rozumiem. To drugie, że Quantum ma tendencję do przedstawiania jako <- Nie rozumiem tego zdania

— glS

„Ten ostatni” (dla QM) to „rozkłady prawdopodobieństwa” i tym podobne. Zatem szum w układzie analogowym jest wielowymiarowym problemem prawdopodobieństwa (według Shannona), a kubity wydają się podobnym wielowymiarowym problemem prawdopodobieństwa, stąd podobieństwo pojęć abstrakcyjnych. Jedną kluczową różnicą jest zasięg przestrzenny, w którym sieci analogowe dawnej mody rzadko osiągały BW MHz i odpowiedzi milisekundowe powyżej cm, ale QM ma nadzieję na znacznie wyższe częstotliwości w mikronach i mniej.

— Philip Oakley,

Kubity wydają się być podobnym wielowymiarowym problemem prawdopodobieństwa : ale tak naprawdę nie są, a przynajmniej nie są takie same, jak klasyczne urządzenia analogowe. Kubit może znajdować się w kontinuum stanów, to prawda, ale za każdym razem, gdy go mierzysz, zawsze obserwujesz go w jednej z dwóch pozycji, więc jest to coś zasadniczo innego niż to, co masz klasycznie. Kolejną dużą różnicą jest to, że liczba możliwych stanów, w których systemy kwantowe mogą być wykładniczo jest większa niż to, co jest możliwe, klasycznie, co pozwala na znacznie bogatszych dynamiki

— GLS

0

Czy wpadliśmy w tę samą pułapkę „wszystkiego cyfrowego”, która wciąż się powtarza?

Zauważyłem bardziej pułapkę „wszystkiego binarnego”; co przypomina mi tajemnicę kulinarną babci :

Pewnego razu matka uczyła córkę rodzinnego przepisu na zrobienie całej pieczonej szynki. To była najlepsza szynka, jaką ktoś kiedykolwiek jadł, dlatego zawsze dokładnie przestrzegali tego przepisu.

Przygotowali marynatę, ocenili skórę, włożyli goździki, a potem zrobili krok, którego córka nie rozumiała.

„Dlaczego odcinamy końce szynki?” powiedziała. „Czy to nie powoduje, że wysycha?”

„Wiesz, nie wiem”, powiedziała matka. „Tak właśnie nauczyła mnie babcia. Powinniśmy zadzwonić do babci i zapytać”.

Zadzwonili więc do babci i spytali: „dlaczego odcinamy końce szynki? Czy to wpuszczanie marynaty, czy co?”

„Nie”, powiedziała babcia. „Szczerze mówiąc, odciąłem końce, ponieważ tak nauczyła mnie moja matka. Później dodałem krok do marynaty, ponieważ martwiłem się suszeniem szynki. Zadzwońmy do babci i zapytajmy ją”.

Zadzwonili więc do ośrodka pomocy społecznej, w którym mieszkała prababcia, a stara kobieta wysłuchała ich pytań, a potem powiedziała.

„Och, na litość boską! Odciąłem końce, bo nie miałem wystarczająco dużej patelni na całą szynkę!”

Ostatnio myślałem o kubitach i zastanawiałem się, czy naprawdę trzeba je zdefiniować jako 8 kubitów. 8-poziomowy układ kwantowy (qunit) miałby 8-wymiarową przestrzeń i teoretycznie mógłby kodować bajt (8 bitów). Czy to lepsza definicja qubyte (bajt kwantowy)?

A może jest to problem polegający na tym, że ludzie nie mają pojęcia, jak zaprogramować zwierzęta.

— meowzz
źródło

1

Zgadzam się, że „wszystko binarne / cyfrowe” stało się mantrą, w której wielu jest osadzonych (to, co jest powyżej). Wyjaśniamy mózg i wszystko tak, jakby to było jak komputer. Był okres we wczesnych dniach elektroniki, w którym jego teorie / techniki można było zastosować do dużych problemów analogowych, takich jak siatki rezystancyjne (impedancji). Przeważnie jest to ten sam stary Maxwell, pomijając błędne (? ;-) sformułowanie Gibbsa, którego używa QM, więc może jest trochę prowokacji trochę myślenia bocznego. W przypadku „bajtu” spójrz na szybkość transmisji, która nie jest przepływnością.

— Philip Oakley,

1

„Prędkości symboli” - fajnie! Myślę, że problem binarny poprzedza wszystko jako komputer. Zobacz: drzewo poznania dobra i zła; P

— meowzz

1

dla przestrzeni 8d, spójrz na doktorat C Furey „Standardowa fizyka modelu z algebry?” oraz 2-minutowe wykłady na YouTube. Ma wiele prawdopodobieństwa w stosunku do naszej potrzeby matematyki do reprezentowania nauki .. (nie mogę pozwolić, by rzeczy stały się matematyką / nauką voodoo - inne dostępne teologie)

— Philip Oakley