Hva er en kvantealgoritme?

En kvantealgoritme er et sett med datamaskininstruksjoner for å analysere problemer som ikke er basert på klassiske matematiske eller probabilistiske beregninger, men i stedet bruker den unike naturen til kvante virkeligheten der en enkelt bit av data kan representere to motstridende verdier, for eksempel både en en og en null i binær logikk. I strengeste forstand krever en kvantealgoritme en kvante datamaskin for å fungere, som ikke eksisterer i noen produsert form fra 2011. Teoretisk informatikk har imidlertid i det minste opprettet analoger til ekte kvantealgoritmberegning fra 2011, med eksempler som Deutsch, Shor og Grover Algorithms.

/Pin.

Deutsch Quantum-algoritmen ble oppfunnet i 1985 og oppkalt etter den israelske britiske fysikeren David Deutsch som jobber ved Oxford University i Storbritannia. Deutschs algoritme, som de fleste sett med datamaskininstruksjoner i Quantum Computing, er verdsatt for deres ABIlity å fungere som en slags snarvei til prosesseringsproblemer og derfor problemløsning på mikrobrikke nivå. I standard sannsynlighetsberegning må alle mulige tilstander for løsninger på problemer gis en distribusjonsverdi og beregninger utføres på dem alle for å bestemme hvilken respons eller verdi som har den høyeste sannsynligheten for å være riktig. I kvanteberegning ved bruk av Deutsch -algoritmen kombineres enhver mulig løsningstilstand til det som er kjent som en enhetsvektor som beveger seg mot en spesifikk type løsning eller tilstandstransformasjon. Dette er avhengig av et prinsipp kjent som kvantesuperposisjon som brukt på matematikk, der løsninger på problemer forventes å eksistere i alle mulige tilstander samtidig, i hovedsak eliminere behovet for lang probabilistisk logikkbehandling.

Shor og Grover Quantum -algoritmer fungerer på lignende måte, men er designet for spesifikke typer databehandling. Shor -algoritmen brukes til matematisk factoring, and Grover -algoritmen for å søke etter meningsfulle data i enten datastyrte lister eller databaser som mangler en definert struktur. Selv om begge algoritmer kjøres på klassiske datasystemer som gjør standardbehandlingstyper, har designen deres vist seg å være langt overlegen klassisk sannsynlighetsbaserte algoritmer for de samme typene oppgaver. Shors algoritme er eksponentielt raskere, og Grover er kvadratisk raskere, eller av en kvadratverdi raskere enn standard databehandlingsmetodikk. Shor Quantum-algoritmen er oppkalt etter Peter Shor, en amerikansk professor i matematikk som utviklet den i 1994, og Grover Quantum-algoritmen er oppkalt etter Lov Grover, en indisk-amerikansk dataforsker som utviklet den i 1996.

Et av de unike aspektene ved kvantedatamaskin er at beregninger ikke er basert på diskrete verdier som vilkårlig kan skilles ut, men i stedet eksisterer i en tilstand av kvanteforvikling. Standardverdiene i en beregning Angi en SUP -tilstanderposisjon der de alle blir manipulert eksponentielt som amplituder eller verdiområder og hver bit eller quit av informasjon sies å være viklet med hverandre. Dette gjør hvert datapunkt gjensidig avhengig og ikke en diskret verdi som i tradisjonell databehandling, som er grunnlaget for hvordan kvantealgoritmer kan være så mye raskere til å behandle data enn tradisjonelle algoritmer er.