量子コンピューティングはどのような用途に使用されていますか？

このサイトの私たちのほとんどは、量子コンピューティングが機能すると信じています。しかし、悪魔の擁護者を演じましょう。普遍的な量子コンピューターへのさらなる発展を妨げる根本的なつまずきのブロックに突然当たったと想像してください。おそらく、議論のために、50〜200キュビットのNISQデバイス（ノイズの多い、中間スケールの量子）に制限されています。（実験的な）量子コンピューティングの研究は突然停止し、それ以上の進展はありません。

量子コンピューターの研究からすでに何が得られていますか？

これによって、私は実現可能な量子技術を意味し、最も明らかな候補は量子鍵配布であるだけでなく、他の分野につながる技術的な結果でもあります。単にアイテムのリストではなく、それぞれの簡単な説明をいただければ幸いです。

同様のテクノロジーを使用する興味深いアプリケーションがたくさんあります。量子コンピューティングに取り組んでいる多くのラボでも、これらのアプリケーションに関する論文を公開しています。

ここに幾つかあります：

全光学計算。個人的には、ニューラルネットワーク（および行列乗算と非線形関数を含む他のアルゴリズム）を迅速に処理するのに役立つことが既に示されているため、これは量子コンピューティングよりも可能性が高いと思います。これらのオンチップシステムは、測定ベースの線形量子コンピューティングと同じラボ（および同じ人々）で作成されます。半導体のクロック速度よりも高速に動作し、光を使用した最小動作あたりの電力を下げ、並列化を増やすことができるシステムを設計すれば、アルゴリズムアーキテクチャを変更することなく、おそらく非常に遠くなるでしょう。

量子シミュレーション。「量子コンピューター」というリチャードファインマンの当初の夢は、「量子アナログシミュレーター」と呼ばれるものになりました。自然は自然のように機能します。水素原子の振る舞いを分析的またはデジタル的に計算するのは困難な場合がありますが、同様のハミルトニアンを備えたシステムを使用すると、「数学を実行できます」。（された光格子時々に使用されるイオンの量子コンピューティングは）これらの量子シミュレータのために使用することができます。基本的な物理学と化学を使用して分子の計算を行うことは非常に困難であり、これらの困難に対処するための発見的手法に満ちています。

量子状態の再構築。量子情報とコンピューティングで通常言及されていない未解決の問題は、高qbitのもつれ状態を再構築する方法です。量子コンピューティングがうまくいかなくても、これらの未解決の質問での進歩は将来的には役立つかもしれません（たとえば、キー配布プロトコルや情報理論など）。

量子コミュニケーション。量子鍵配布は、おそらく量子情報からこれまでに作成された唯一の実用的な実用的なアプリケーションです。盗聴者の可能性なしに情報を安全に転送できます。（量子コンピューター用に作成された）高忠実度のフォトンゲート操作により、効率的な量子リピーターが可能になり、移動可能な最大距離を延長できます。

余分な楽しいもの。個人的には、脳が量子コンピューターである場合、最も興味深いことは答えることだと思います。脳が量子コンピューターである可能性は、過去10年間、多くの物理学者によって目を転がされており、コヒーレンスを破壊するために脳を高温に追いやっていましたが、最近ではこの概念に非常に評判の高い（そして称賛に値する）物理学者が挑戦しています。一つは、どのように議論核スピン、量子情報のメディエーターである可能性があり、別の実験では、軸索は、導波路として動作しているかどうかを調べるために実施することができる方法について議論します。

基本的な量子力学実験の実行と確認 IBMおよびalibaba量子クラウドコンピューターの前に、単純なCHSHまたはGHZ実験を行うには高価なラボが必要になります。もちろん、IBMコンピューターのキュービットは抜け穴がないわけではありませんが、多くの研究所や大学の学校では、物理予算内でより良い実験施設を購入することはできません。したがって、基本的な量子力学の実験は非常に簡単に行うことができます。

量子プログラミングツールと実験 さらに、コンパイラやマッピングアルゴリズムなどの量子コンピューターツールのプログラミングに関する基礎研究を、実際のマシンでテストできるようになりました。

これにより、IBMコンピューターだけでなく、さらに多くの一般的なものについて、実際のテスト済みの量子アルゴリズムに関する113の論文が作成されました。 qc論文

量子コンピューターの理論的能力を考えると、古典的なコンピューターの理論に関する重要な洞察が得られました。

1つの例は、（古典的な）複雑度クラスPPが交差点で閉じられているという証明です。Beigel、Reingold、およびSpielmanによる純粋に古典的な証明はすでに存在していましたが、量子コンピューティングの概念を使用するより単純な証明が存在します。

より印象的な例は、古典的な推薦アルゴリズムである（1、2、3）量子Kerendis-プラカシュアルゴリズムに触発されたEwin唐と共同研究者によって発見されました。これらのアルゴリズムは真に新しいものであり、量子アルゴリズムのインスピレーションなしでは発見されなかったかもしれません。

古典的なコンピューターよりも漸近的にNISQデバイスを実行すると、拡張チャーチチューリングテーゼ（ECT）が無効になります。

（拡張されていない）教会チューリングテーゼについて書かれた膨大な本で、心の哲学などの哲学の枝に影響を与えます。

ECTだけでなく、反証でしたが、またそうであるという事実偽 NISQ-デバイスが確実に十分に高い次元で非常にもつれ状態を準備するの存在のおかげで、単に、私は同様にいくつかのかなり深遠な哲学的な意味を持っていると思います。

哲学の指導者が研究室で改ざんされることはまれです。