Was ist ein Quantenalgorithmus?
Ein Quantenalgorithmus ist eine Reihe von Computeranweisungen zur Analyse von Problemen, die nicht auf klassischen mathematischen oder probabilistischen Berechnungen basieren, sondern verwendet stattdessen die einzigartige Natur der Quantenrealität, bei der ein einziges Stück Daten zwei entgegengesetzte Werte darstellen kann, wie z. Im strengsten Sinne erfordert ein Quantenalgorithmus eine Quantencomputer, die ab 2011 in keiner hergestellten Form vorhanden ist. Die theoretische Informatik hat jedoch zumindest Analoga zu echtem Quantenalgorithmus -Berechnung mit Beispielen wie der Deutsch-, Shor- und Grover -Algorithmen erstellt.
Der Deutsch-Quantenalgorithmus wurde 1985 erfunden und nach dem israelisch-britischen Physiker David Deutsch benannt, der an der Universität Oxford in Großbritannien arbeitet. Der Algorithmus von Deutsch, wie die meisten Sätze von Computeranweisungen im Quantum Computing, werden für ihren ABI bewertetEs ist eine Art Abkürzung für die Verarbeitungsprobleme und daher Problemlösung auf Mikrochip -Ebene. Bei Standard -Probabilistik -Computing müssen alle möglichen Zustände für Lösungen für Probleme einen Verteilungswert erhalten, und Berechnungen werden für alle durchgeführt, um festzustellen, welche Reaktion oder Wert die höchste Wahrscheinlichkeit haben, korrekt zu sein. Beim Quantum -Computing unter Verwendung des Deutsch -Algorithmus wird jeder mögliche Lösungszustand zu einem sogenannten Einheitsvektor kombiniert, der sich in Richtung einer bestimmten Art von Lösung oder Zustandsumwandlung bewegt. Dies stützt sich auf ein Prinzip, das als Quantenüberlagerung bezeichnet wird, die für die Mathematik angewendet werden, bei denen in allen möglichen Zuständen Lösungen für Probleme gleichzeitig vorhanden sind, wodurch die Notwendigkeit einer langwierigen probabilistischen Logikverarbeitung beseitigt wird.
Die Küsten- und Grover -Quantenalgorithmen wirken auf ähnliche Weise, sind jedoch für bestimmte Arten der Computerverarbeitung ausgelegt. Der Shor -Algorithmus wird für mathematische Faktoren verwendet, and Der Grover -Algorithmus zur Suche nach aussagekräftigen Daten in computergestützten Listen oder Datenbanken, denen eine definierbare Struktur fehlt. Obwohl beide Algorithmen auf klassischen Computersystemen ausgeführt werden, die Standardtypen der Verarbeitung durchführen, hat sich gezeigt, dass ihr Design für die gleichen Aufgaben den gleichen Arten von Aufgaben weit überlegen ist. Der Shor -Algorithmus ist exponentiell schneller und Grovers ist quadratisch schneller oder von quadratischer Wert schneller als die Standard -Computermethode. Der Shor Quantenalgorithmus ist nach Peter Shor benannt, einem amerikanischen Professor für Mathematik, der ihn 1994 entwickelt hat, und der Grover Quantenalgorithmus ist nach Lov Grover benannt, einem indisch-amerikanischen Informatiker, der ihn 1996 entwickelt hat.
Einer der einzigartigen Aspekte des Quantencomputers ist, dass Berechnungen nicht auf diskreten Werten basieren, die willkürlich getrennt werden können, sondern in einem Zustand der Quantenverstrickung existieren. Die Standardwerte in einer Berechnung geben einen SUP -Zustand einErposition, bei dem sie alle exponentiell als Amplituden oder Wertbereiche und jedes Bit oder ein Quit in Informationsbereiche manipuliert werden, gilt als miteinander verwickelt. Dies macht jeden Datenpunkt voneinander abhängig und nicht zu einem diskreten Wert wie beim herkömmlichen Computing, was die Grundlage dafür ist, wie Quantenalgorithmen bei der Verarbeitung von Daten so viel schneller sein können als herkömmliche Algorithmen.