Wat is een kwantumalgoritme?
Een kwantumalgoritme is een reeks computerinstructies voor het analyseren van problemen die niet gebaseerd zijn op klassieke wiskundige of probabilistische berekeningen, maar in plaats daarvan de unieke aard van de kwantumrealiteit gebruikt waar een enkel beetje gegevens twee tegengestelde waarden kunnen vertegenwoordigen, zoals zowel een en een nul in binaire logica. In de strengste zin vereist een kwantumalgoritme een kwantumcomputer om te functioneren, die niet in een vervaardigde vorm bestaat vanaf 2011. Theoretische informatica heeft echter op zijn minst analogen gemaakt met echte kwantumalgoritmeberekening vanaf 2011, met voorbeelden zoals de Deutsch, Shor en Grover -algoritmen.
Het Deutsch-kwantumalgoritme werd uitgevonden in 1985 en vernoemd naar de Israëlisch-Britse fysicus David Deutsch die werkt aan de Oxford University in het VK. Het algoritme van Deutsch wordt, zoals de meeste sets computerinstructies in Quantum Computing, gewaardeerd voor hun ABILity om te fungeren als een soort snelkoppeling naar verwerkingsproblemen en daarom probleemoplossing op microchipniveau. Bij standaard probabilistische computing moeten alle mogelijke toestanden voor oplossingen voor problemen een verdelingswaarde krijgen en berekeningen worden uitgevoerd op allemaal om te bepalen welke respons of waarde de hoogste kans heeft om correct te zijn. In Quantum Computing met behulp van het Deutsch -algoritme wordt elke mogelijke oplossingstoestand gecombineerd in wat bekend staat als een eenheidsvector die naar een specifiek type oplossing of toestandstransformatie gaat. Dit is gebaseerd op een principe dat bekend staat als kwantumsuperpositie zoals toegepast op wiskunde, waar naar verwachting oplossingen voor problemen in alle mogelijke staten tegelijkertijd bestaan, in wezen de behoefte aan langdurige probabilistische logische verwerking.
De Shor- en Grover Quantum -algoritmen werken op vergelijkbare wijze, maar zijn ontworpen voor specifieke soorten computers. Het Shor -algoritme wordt gebruikt voor wiskundige factoring, eenin het Grover -algoritme voor het zoeken naar zinvolle gegevens in geautomatiseerde lijsten of databases die een definieerbare structuur missen. Hoewel beide algoritmen worden uitgevoerd op klassieke computersystemen die standaardtypen van verwerking uitvoeren, is aangetoond dat hun ontwerp veel superieur is aan op klassieke waarschijnlijkheid gebaseerde algoritmen voor dezelfde soorten taken. Het algoritme van Shor is exponentieel sneller en Grover is quadratisch sneller, of van een vierkante waarde sneller dan standaard computing -methodologie. Het Shor Quantum-algoritme is vernoemd naar Peter Shor, een Amerikaanse professor in de wiskunde die het in 1994 ontwikkelde, en het Grover Quantum-algoritme is vernoemd naar Lov Grover, een Indiaan-Amerikaanse computerwetenschapper die het in 1996 ontwikkelde.
Een van de unieke aspecten van Quantum Computing is dat berekeningen niet gebaseerd zijn op discrete waarden die willekeurig kunnen worden gescheiden, maar in plaats daarvan bestaan in een staat van kwantumverstrengeling. De standaardwaarden in een berekening komen een toestand van SUP inERPOSITIE Waar ze allemaal exponentieel worden gemanipuleerd als amplitudes of waardenbereiken en elk bit of qubit met informatie wordt gezegd dat het met elkaar verstrikt is. Dit maakt elk gegevenspunt onderling afhankelijk en geen discrete waarde zoals bij traditioneel computergebruik, wat de basis is van hoe kwantumalgoritmen zoveel sneller kunnen zijn bij het verwerken van gegevens dan traditionele algoritmen zijn.