保存されたプログラミングモデルをQuantum Computerに適用できますか?


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ストアドプログラミングコンピュータモデルとは、中央メモリを使用して、命令と操作対象のデータの両方を格納するモデルです。基本的に、フォンノイマンアーキテクチャに従う今日のすべての古典的なコンピューターは、ストアドプログラミングモデルを使用しています。プログラムの実行中、CPUはRAMから命令またはデータを読み取り、命令レジスタ(IR)やその他の汎用レジスタなどのさまざまなレジスタに配置します。

私の質問は、そのような保存されたプログラミングモデルが量子コンピューターに適用できるかどうかです。なぜなら、複製しない定理のため、任意の量子状態を複製することは不可能だからです。

これは、メモリレジスタに格納されたいくつかの状態のキュービットがある場合、クローンなしの定理が原因で、Quantum Computerプロセッサはそれらのキュービットをメモリから一部の内部レジスタに読み取ったりコピーしたりできないことを意味します。


回答:


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はい、プログラムをビットにエンコードして、プログラムを解釈する回路を実行するのとまったく同じ方法で、プログラムをキュービットにエンコードできます。指数関数的に効率的な方法でプログラムをエンコードできることを期待するかもしれませんが、Mike&Ikeでは、それが不可能であることを証明しています。指数関数的な利点はなく、プログラムの読み取りとデコードに必要な操作は量子コンピューターでは数十億時間もかかるため、ほとんどすべての場合、プログラムを従来の制御コンピューターに格納する必要があります。



「私の質問は、そのような保存されたプログラミングモデルが量子コンピューターに適用できるかどうかです。なぜなら、複製しない定理のため、任意の量子状態を複製することは不可能だからです。」あなたの答えは「はい、モデルは適用可能です」のようですが、質問の「以降」の部分については言及していません。ノークローニングの定理が「ノー」という答えを出すという彼/彼女の信念が誤っている理由を質問者に伝えることができますか?
user1271772 2018

@ user1271772クローニングなしの定理は、既知の状態、または既知の正規直交基底の計算状態などの基底状態にあるキュービットには適用されません。したがって、プログラムを計算基礎状態にエンコードできます。私が言及した「指数関数的効率なし」の制限は、クローニングなしの定理に関連していると考えることができます。
Craig Gidney

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@ user1271772状態が計算ベースの状態である場合、それらをデコヒーリングせずに測定し、通常は必要なすべてのコピーを作成できます。
Craig Gidney、2018

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「プログラムを指数関数的に効率的な方法でエンコードできることを期待するかもしれない」とあなたは言うが、マイクとアイクはそれが不可能であることを証明している。これは、「プログラムの実行中にCPUがRAMから命令またはデータを読み取る」の「命令」部分をカバーしますが、「データ」部分はカバーしません。@Peter Shorの回答によると、重ね合わせの指示を持つことは、「メモリを重ね合わせるだけの場合よりも実験的にはるかに難しい」ということですが、データをメモリの重ね合わせにする考えはどうですか?重ね合わせ状態をRAMからIRにコピーする必要があります。NCT違反?
user1271772
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