量子コンピューターを特に便利にしているものは何ですか？

量子コンピューターは、ロジックを1回通過するだけで、考えられるすべての状態の重ね合わせを処理できることを知っています。

それが量子コンピューターを特別または有用にするものであると人々が指摘しているようです。

ただし、重ね合わせの入力を処理した後、重ね合わせの結果が得られます。重ね合わせの結果は、1つの質問のみを求めることができ、1つの値にまとめられます。また、重ね合わせ状態を複製することは（現在？）可能ではないことも知っているため、その1つの質問に対する答えを得ることにこだわっています。

どちらの場合も、まるで1つの状態だけが処理されたかのように効果的であるため、マルチ処理機能は実際には何も得ていないように見えます。

物事を誤解しているのですか、それとも量子コンピューティングの真の有用性は他の何かに由来していますか？

誰か他の人が何かを説明できますか？

破壊的干渉は、量子コンピューターをより強力にする主なものです。古典的な確率計算では、出力へのパスが2つあると、常にその結果が起こりやすくなります。量子コンピューターでは、結果の可能性を低くすることができます。

量子アルゴリズムは慎重に設計されているため、間違った答えが破壊的に干渉される傾向があり、目的のソリューションのみが測定結果として残ります。これはややこしいことであり、すべての問題がそれを可能にするわけではありません。Groverの検索アルゴリズムは、この効果の優れた例です。そこで、Groverのアルゴリズムに関する初心者レベルの投稿を以下に示します。

量子コンピューターがアクセスできるその他の有用なプロパティ：

• 調整とコミュニケーションの改善のためのエンタングルメント（対称性の破れ、超高密度コーディング、ベルテストの打破など）。
• 暗号化の不確実性の原理（例：量子鍵配布、アインシュタイン認定乱数）。
• 実際の物理的状態を操作して、量子センサーやその他のラボ機器を実装します（誰が反事実的な爆弾テスターを望まないでしょうか？）

（スコット・アーロンソンは、量子について興味深いことはすべて、確率分布のように1ノルムではなく2ノルムを保持する重ね合わせによるものだと言っています。

あなたの質問のいくつかは、開かれた理論的な質問です。質問に答えるにはいくつかの方法があります。QMコンピューティングについて考える一般的な方法は、スピントロニクス、つまり計算のためのスピンの量子特性を利用することです。したがって、エレクトロニクス/ロジック、および一般的な計算の小型化における論理的な次のステップです。現在の製造技術のに対して、ブラッシュアップされているゲート幅の理論的限界があり、その結果としての頭打ちムーアの法則とスピントロニクスは、「次のフロンティア」を表しています。

スピントロニクスは、バイナリロジックとは異なるコンピューティングパラダイムを表しています。そのため、実装しなくても調査に値する興味深い理論的特性があります。しかし、QMコンピューティングは非常にスケーラブルであり、数個のキュービットの原理が解明されれば、システムを「あまり手間をかけずに」多くのキュービットにスケールできるという一般的な希望があります。理論的には、それは古典的な計算よりもはるかに異なる/より劇的な方法で、複雑さを処理する際にスケールに示されている、すなわち、おおよそ存在する処理能力$2^x$$x$は、キュービットの数、つまり、キュービットの線形増加に対する計算能力の指数関数的増加です。これはまるで空想科学小説のように聞こえますが、誰もが知っている限り、明らかに「本物の/本質的な」特性です。

1996年の重要なブレークスルーは、Shorのアルゴリズムです。これは、ファクタリングが「量子多項式時間」で解決できることを示しており、量子コンピューティングに大きな関心を寄せていると考えられています。もちろん、広く使用されているRSAアルゴリズムでは、ファクタリングは現代の暗号システムの中心にあります。

量子コンピューターが他の主要な問題を「より速い」時間で解決できるかどうかは、未解決の理論上の問題です。これはBPP =？として知られています。BQPの質問。

論争の的となっているQMコンピューターは、いくつかの問題を解決するのに「有用」であることが証明されているDWaveによって構築され、断熱コンピューティングとして知られる「やや弱い」タイプのQMシステムで量子スケーリングの形を実証しました。Google、NASA、ロッキードなどによる研究の下で積極的に研究されているので、明確な速度の増加を示すことができるかどうかは未解決の問題です。

要するに、量子コンピューターは古典的なコンピューターと同じ意味で正確に「有用」ではなく、その有用性の正確な性質が活発に研究されており、限られた/実験/プロトタイプシステムのみが現在存在しています。それらは、実現時に従来の計算と「少なくとも同じくらい有用」であると推測され、特定の不正確に予測可能な方法で「より有用」である可能性があります。

かなり物議を醸す答えですが、それでも心に留めておいてください。

私が言う何も（少なくとも現在は）量子コンピュータをより便利に行うものではありません！

確かに、古典的な理論的取り扱いに関して、量子力学のコンピューティングへの標準的な理論的取り扱いは、確かに新しい可能性を提供します（他の答えが述べているように）。ここでのキャッチは何ですか？

キャッチはこれです：それはある特定のない量子コンピュータは確かに普通/古典コンピュータ（に関連する事実よりも強力である対同様の問題）および古典的コンピュータがシミュレート量子コンピュータではないことを。確かに「量子理論」はそう教えてくれます。「量子論」で引用するのはなぜですか？それは量子理論ではないので、実際には特定の「量子理論の解釈」にすぎません。これらがすべて理解され、明確になっていることを願っています。$P$$NP$

関連資料：

1. 量子コンピューティングが従来のコンピューティングよりも高速である、または高速であるという正式な証拠はありますか？
2. 古典的なシステムによってエミュレートされた量子コンピューター（IOP論文）
3. クラシックPCより速くない最初の「量子コンピューター」
4. 量子測定は古典的なコンピューターを打ち負かすことができますか？
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