量子コンピューティング

量子コンピューティングに関心のあるエンジニア、科学者、プログラマー、およびコンピューティングプロフェッショナル向けのQ&A


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Groverのアルゴリズムは、一連の数値の平均と中央値を推定するためにどのように使用されますか?
上グローバーのアルゴリズムのためのWikipediaのページ、次のことが言及されています。 「グローバーのアルゴリズムは、一連の数値の平均と中央値の推定にも使用できます。」 これまでのところ、データベースの検索にそれを使用する方法を知っていました。しかし、その手法を実装して一連の数値の平均値と中央値を推定する方法がわかりません。さらに、そのテクニックを説明するページには、(私が気付いた限り)引用はありません。

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量子回路で二重線は何を意味し、ifステートメントとどのように関連しますか?
回路 次のコードに変換できます。 operation Teleport(msg, there) { let register = AllocateRegister(); let here = register; H(here); CNOT(here, there); CNOT(msg, here); H(msg); // Measure out the entanglement. if (M(msg) == One) { Z(there); } if (M(here) == One) { X(there); } } } ifステートメントはどのようにして生まれますか?測定後に二重線が使用されるのはなぜですか?

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2つの別々に絡み合ったキュビットがC-NOTゲートを通過するとどうなりますか?
次のように状態を変換するとします。 私は状態。|0⟩⊗|0⟩⊗|0⟩⊗|0⟩|0⟩⊗|0⟩⊗|0⟩⊗|0⟩\lvert 0\rangle \otimes \lvert0\rangle \otimes \lvert0\rangle \otimes \lvert 0 \rangle 1番目と2番目のキュービットを絡み合わせます(HゲートとC-NOTを使用)。 次に、3番目と4番目のキュービットを同じように絡ませます。 HゲートとC-NOTを2番目と3番目のキュービットのアフターワードに適用しようとすると、システム全体がもつれますか?その場合、1番目と4番目のキュービットはどうなりますか? (Physics.SEからクロス投稿)

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量子コヒーレンスのブラックボックスを調査できますか?
この質問は、一部は仮説であり、一部は分子ベースの量子デバイスの実験的機能に基づいたシナリオに基づいています。これは、しばしば量子進化を示し、スケーラブルになる可能性がありますが、一般的に詳細に特徴付けることは非常に困難です(a関連するが、ユニークではない例は、単一分子における核スピンキュービットのこの電気的制御に関連する一連の研究です)。 シナリオ:さまざまなブラックボックスがあり、それぞれが情報を処理できるとします。ボックスの量子進化は制御しません。量子回路モデルの言語では、量子ゲートのシーケンスを制御しません。各ブラックボックスは、異なるアルゴリズム、またはより現実的には、いくつかのインコヒーレントな進化を含む、異なる時間依存ハミルトニアンにハードワイヤードされていることを知っています。各ブラックボックスの詳細はわかりません。特に、量子ダイナミクスが量子アルゴリズムの有用な実装を生成するのに十分にコヒーレントであるかどうかはわかりません(ここでは、これを「量子性」と呼びます。これの下限は、「古典的なマップと区別可能」になります)。 。この目標に向けてブラックボックスを使用するには、私たちはそれらに古典的な入力を供給し、古典的な出力を取得する方法しか知りません。ここで、2つのサブシナリオを区別してみましょう。 エンタングルメントを自分で実行することはできません。製品の状態を入力として使用し、出力で単一キュービット測定を行います。ただし、入力準備と測定のベースを選択できます(最低でも、2つの直交ベースの間)。 上記と同様ですが、ベースを選択することはできず、固定された「自然な」ベースで作業する必要があります。 目標:特定のブラックボックスについて、そのダイナミクスの量子性をチェックすること。概念実証として、少なくとも2または3キュビットの場合、理想的にはより大きな入力サイズにも対応します。 質問:このシナリオでは、この目標を達成できる、ベルの不等式の一連の相関テストがありますか?

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qsphereは5キュビットを表す実際の用語ですか?
私は完全に初心者ですが、注目のstackoverflowブログ投稿でここに連れてきたので、勉強を始めました。 このyoutubeビデオ(量子コンピューティングの初心者向けガイド(3:58))を見て、重ね合わせについて説明しているこのスライドを見ました。 最初に私は0と1の重ね合わせにすることができ、量子ビット、ほかに、それを考えても、実際には、それはだとき、5ゼロと5つのものの重ね合わせにすることができqsphere、がありますちょうど 5量子ビットを。 それで、私たちがqsphereを言うとき、それは5キュービットであると知られていますか?

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物理システムをシミュレートするための量子計算アルゴリズムを表にしたソースはありますか?
さまざまな物理システムのシミュレーションに使用される最近のアルゴリズムとその複雑さを表にしたソース(オンラインまたはレビュー記事)があるかどうか疑問に思いました。以下の線に沿った何か: 物理システム1:量子場理論(散乱) 複雑さ:粒子数、エネルギー、精度の多項式 出典:量子場理論のための量子アルゴリズム(Jordan、Lee&Preskill、2011) 物理システム2:原子力レベル 等々。

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この「グローバル量子コンピューティングレース」をリードしている国はどこですか?
量子コンピューティングレースおよびグローバル量子コンピューティングレースという用語は、最近、プレスおよび研究コミュニティで、最初のユニバーサル量子コンピューターを作成するための「戦い」に投資している国々を説明するために使用されています。 この「グローバル量子コンピューティングレース」をリードしている国はどこですか?

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誰が少なくとも2つのキュービットを使って最初の量子コンピューターを作ったのですか?
で、私の前の質問私は、量子ビットを用いた量子コンピュータを発明した人に尋ねました。 この質問の補足として、少なくとも2つのキュービットを使用して最初の量子コンピューターを誰が構築したかを尋ねたいと思います。 私の調査中に、1998年にジョナサンA.ジョーンズとミケーレモスカが、特にドイツの問題を解決するために2つのキュービットを使用する量子コンピューターを開発したことを発見しました。他の問題や、特定の問題に特に拘束されない一般的な試みを解決するために、他の実用的な量子コンピューターは以前にありましたか?

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フーリエサンプリングは実際どのように機能しますか(そしてパリティ問題を解決しますか)?
Umesh Vazirani教授によるフーリエサンプリングビデオ講義のパートIおよびパートIIについて書いています。 一部では、彼らは次のように始まります: アダマール変換: | U⟩=| u1。。。UN⟩→Σ{0、1}N(-1)U。バツ|0...0⟩→∑{0,1}n12n/2|x⟩|0...0⟩→∑{0,1}n12n/2|x⟩|0...0\rangle \to \sum_{\{0,1\}^n}\frac{1}{2^{n/2}}|x\rangle |u⟩=|u1...un⟩→∑{0,1}n(−1)u.x2n/2|x⟩(where u.x=u1x1+u2x2+...+unxn)|u⟩=|u1...un⟩→∑{0,1}n(−1)u.x2n/2|x⟩(where u.x=u1x1+u2x2+...+unxn)|u\rangle =|u_1...u_n\rangle \to \sum_{\{0,1\}^n}\frac{(-1)^{u.x}}{2^{n/2}}|x\rangle \quad \text{(where $u.x=u_1x_1+u_2x_2+...+u_nx_n$)} フーリエサンプリングでは: |ψ⟩=∑{0,1}nαx|x⟩→∑xαx^|x⟩=|ψ^⟩|ψ⟩=∑{0,1}nαx|x⟩→∑xαx^|x⟩=|ψ^⟩|\psi\rangle=\sum_{\{0,1\}}^{n}\alpha_x|x\rangle \to \sum_{x}\hat{\alpha_x}|x\rangle=|\hat{\psi}\rangle いつ、我々が見て測定されたXの確率での| ^ α X | 2。|ψ^⟩|ψ^⟩|\hat{\psi}\ranglexxx|αx^|2|αx^|2|\hat{\alpha_x}|^2 パートII: パリティの問題: 我々は、機能を与えられているブラックボックスとして。f (x )= uであることがわかります。X(すなわち、U 1 X 1 + U 2 X 2 + 。。。+ U N X N(2 MOD ))、いくつかの隠されたため、U …

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システム内のシステムのシミュレーション
宇宙をシミュレートできるコンピュータの最小サイズは、宇宙そのものです。 宇宙全体の情報を含めるには、宇宙自体のサイズである最小の情報ストレージスペースが必要であるため、これは古典的なコンピューティングと物理学ではかなり大きな理論です。 しかし、量子コンピューティングはデータを他のデータと並行して計算および格納するため、効率的であるにもかかわらず、実際にはよりコンパクトです。私たちは理想的なシステムを話しているので、冷却メカニズムはコンピュータの一部として数えられません。 では、そのようなシステムは宇宙全体をシミュレートできますか? (私は実際に証明する方法がわからない解決策を考えました。私の論理は主に量子力学の多くの世界の解釈に基づいており、量子コンピューターは実際に異なる宇宙を使用して並列に計算するため、メモリ空間と速度が向上します)。 どんな入力でも喜んで受け取られて、高く評価されます。

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量子XNORゲート構造
尋ねてみました、ここで同様の質問がそのサイトに頼まれていたことから、最初に。ただし、このサイトにはより関連性があるようです。 私の現在の理解では、量子XORゲートはCNOTゲートです。量子XNORゲートはCCNOTゲートですか?

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Oracleに関連するNPとBQPの分離
著者がB Q PとN Pの間のオラクル分離を与えるこの講義ノートを見ていました。彼は、「標準の対角化技法を使用してこれを厳密にすることができる」ことをほのめかしています。BQPBQP\mathsf{BQP}NPNP\mathsf{NP} BQPBQP\mathsf{BQP}AAANPA⊈BQPANPA⊈BQPA\mathsf{NP}^{A} \not\subseteq \mathsf{BQP}^{A}

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並列プロセスを実行してGroverのアルゴリズムを高速化できますか?
従来のコンピューティングでは、並列計算ノードをできるだけ多く実行することで、キー検索(AESなど)を実行できます。 多くのGroverのアルゴリズムも実行できることは明らかです。 私の質問です。従来のコンピューティングのように複数のGroverのアルゴリズムを使用して速度を上げることは可能ですか?

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ブロッホ球のZゲートについてどう考えますか?
ブロッホ球でゲートを理解する方法について混乱しています。ZZZ 行列と、およびことがわかります。 Z | 0 ⟩ = | 0 ⟩ Z | 1 ⟩ = - | 1 ⟩Z=(100−1)Z=(100−1)Z = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & -1 \end{pmatrix}Z|0⟩=|0⟩Z|0⟩=|0⟩Z|0\rangle = |0\rangleZ|1⟩=−|1⟩Z|1⟩=−|1⟩Z|1\rangle = -|1\rangle ここでは、ゲートが軸を中心とした回転であることを説明します。次に、どのように理解すればよいですか?以来南極である、私はと考えるのが自然であると感じ周りの回転軸は何もしません。π Z Z | 1 ⟩ = - | 1 ⟩ | 1 ⟩ π ZZZZππ\piZZZZ|1⟩=−|1⟩Z|1⟩=−|1⟩Z|1\rangle = …

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