量子プロセッサとは何ですか?


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先日、誰かが「量子プロセッサ」または「量子コンピューティング」を取り上げた。それは何ですか?使用しているプロセッサとどう違うのですか?


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この人たちは答えを知っているようです> en.wikipedia.org/wiki/Quantum_computer

回答:


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簡単に言うと、プロセッサは現在電子で実行されているため、光の速度やその他のさまざまなニュアンスによって制限されています。

量子プロセッサは、これらの制限のいくつかを克服し、潜在的に指数関数的に増加するパワーを提供するために、サブ原子粒子の特性(例えば、量子エンタングルメント、またはEinsteinの「距離のある不気味なアクション」)を利用します。

さらに一言で言えば、それらははるかに高速です。


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それは完全に正しくはありません。それらははるかに高速ですが、「従来の」コンピュータがアクセスできる操作の小さなサブセットでのみです。たとえば、RSAのクラッキングは高速ですが、HTMLページのレンダリングはおそらくまったく不可能です(可能な場合でも...)。
ホワイトクォーク、

また、量子コンピューターは依然として光速によって制限されています。
David Z

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それらが単に「より速い」よりも、それらが大規模に並列であると言う方がより正確かもしれないと思います...
ブライアン・ノブラウチ

@ブライアン:それはそれについて考えるのにまともな方法のように思えます。
David Z

非常に現実的な説明として+1。科学的に正確ではないかもしれませんが、それでも平均的な人には役立ちます。
Torben Gundtofte-Bruun 2010


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Josh Kがいくつかの優れたリソースにリンクしているので、あなたが読むことは悪い考えではありません。これらのトピックに関するウィキペディアの情報のほとんどは、かなり正確であると思います。ただし、リンクのタイトルからはわからない場合は、量子コンピューティングは簡単な主題ではありません。それを理解するには、いくつかの背景資料(量子物理学)に精通している必要があります。

やや少ない技術的説明(量子計算を詳細に研究した人からの引用)については、これを試してください。量子力学では、粒子の特性は、「基底状態」の組み合わせで構成される「量子状態」によって記述されます。たとえば、電子にはスピン(角運動量)があるため、小さな磁石のように動作します。それらを磁場に置き、それらは上または下を指します(まあ、磁場に平行または逆平行のいずれか)。通常のコンピューター(簡略化されたモデル)では、最大1と最小0を選択できます。必要に応じて電子を上下に反転させるように磁場を調整して計算を実行できます。

しかし、量子力学では、電子が指して、これらに限定されないだけアップまたは単にダウン。実際には、これらの2つの状態の組み合わせ(重ね合わせ)を同時に持つことができます。これは、1と0の両方として機能するビットを表すことができます。これは、キュービットと呼ばれます。複数のキュービット(電子)を組み合わせると、11/10/00や110/101/011/001/000などのより複雑な重ね合わせが得られます。適切な種類のコンピューターでそれらを使用すると、次のようになります。 3つまたは5つ、または多数の入力でアルゴリズムを同時に実行する。したがって、多くの異なるビットのセットに対して同じ操作を実行する必要があるアルゴリズムは、量子コンピューティングによって非常に高速化できます。実際には、一部の指数時間アルゴリズムは、量子コンピューターで実行すると多項式時間アルゴリズムになることがわかります。


「したがって、多くの異なるビットのセットに対して同じ演算を実行する必要があるアルゴリズムは、量子コンピューティングによって非常に高速化できます。」—これは正確には当てはまりません。確かに、入力の重ね合わせを準備できれば、量子コンピューターは出力の適切な重ね合わせを準備できますが、それを測定すると、ランダムに1つの出力しか得られません。実際、量子アルゴリズムは振幅​​を相殺する構造を利用して機能します... 量子コンピューターで直接(新しいアルゴリズムなしで)多項式にすることができる指数アルゴリズムはありません。
ShreevatsaR 2010

@ShreevatsaR:確かに、私は少し間違えたと思います。これを書いているときに私が頭に浮かんだのは、多数の入力を処理し、それらを単一の答えに蒸留するアルゴリズムでした。
David Z

特別な場合を除いて、「1つの答えにそれらを蒸留する」ことさえ不可能です。(たとえば、すべての回答の合計が必要な場合、既知の方法はありません。)量子アルゴリズムが従来のアルゴリズムより優れている唯一の既知の例は、通常、周期性とフーリエ変換を含む非常に特殊な構造を利用して機能します。 (例えば、因数分解)。
ShreevatsaR

わかりました、言い回しの悪い選択ですが、あなたが言っていることは私が言ったことです。
David Z
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