Co to jest algorytm kwantowy?

Algorytm kwantowy to zestaw instrukcji komputerowych do analizy problemów, które nie są oparte na klasycznych obliczeniach matematycznych lub probabilistycznych, ale zamiast tego wykorzystuje unikalną naturę rzeczywistości kwantowej, w której pojedynczy bit danych może reprezentować dwie przeciwne wartości, takie jak zarówno jeden, jak i zero w logice binarnej. W najściślejszym znaczeniu algorytm kwantowy wymaga funkcjonowania komputera kwantowego, który nie istnieje w żadnej produkowanej formie od 2011 r.. Teoretyczna informatyka ma jednak przynajmniej algorytmy algorytmów algorytmów algorytmów kwantowych.

Algorytm kwantowy Deutsch został wynaleziony w 1985 roku i nazwany na cześć izraelsko-britowskiego fizyka Davida Deutscha, który pracuje na Oxford University w Wielkiej Brytanii. Algorytm Deutscha, podobnie jak większość zestawów instrukcji komputerowych w obliczeniach kwantowych, są cenione dla ich ABIliczność działać jako rodzaj skrótu problemów z przetwarzaniem, a zatem rozwiązywanie problemów na poziomie mikroczipów. W standardowym przetwarzaniu probabilistycznym wszystkie możliwe stany rozwiązań problemów należy podać wartość rozkładu, a obliczenia są przeprowadzane na wszystkich z nich, aby ustalić, która odpowiedź lub wartość ma najwyższe prawdopodobieństwo poprawności. W obliczeniach kwantowych za pomocą algorytmu Deutsch każdy możliwy stan rozwiązania jest łączony w tak zwany wektor jednostkowy, który przesuwa się w kierunku określonego rodzaju transformacji rozwiązania lub transformacji stanu. Opiera się to na zasadzie znanej jako superpozycja kwantowa jako stosowana w matematyce, w której oczekuje się, że rozwiązania problemów będą istnieć we wszystkich możliwych stanach jednocześnie, zasadniczo eliminując potrzebę długiego probabilistycznego przetwarzania logiki.

Algorytmy kwantowe Shor and Grover działają w podobny sposób, ale są przeznaczone do określonych rodzajów przetwarzania komputerowego. Algorytm shor jest używany do faktoringu matematycznego, ai algorytm Grovera do wyszukiwania znaczących danych na skomputeryzowanych listach lub bazach danych, które nie mają definiowalnej struktury. Chociaż oba algorytmy są uruchamiane w klasycznych systemach komputerowych, które wykonują standardowe rodzaje przetwarzania, wykazano, że ich projekt jest znacznie lepszy niż klasyczne algorytmy oparte na prawdopodobieństwie dla tych samych rodzajów zadań. Algorytm Shora jest wykładniczo szybszy, a Grover jest kwadratycznie szybszy lub ma wartość kwadratową szybciej niż standardowa metodologia obliczeniowa. Algorytm Shor Quantum pochodzi od Petera Shora, amerykańskiego profesora matematyki, który opracował go w 1994 r., A algorytm Grover Quantum nosi nazwę LOV Grover, indyjsko-amerykańskiego informatyki, który opracował go w 1996 roku.

.

Jednym z unikalnych aspektów obliczania kwantowego jest to, że obliczenia nie są oparte na wartościach dyskretnych, które można rozdzielić dowolnie, ale zamiast tego istnieją w stanie splątania kwantowego. Wartości standardowe w obliczeniach Wprowadź stan SUPErposition, w którym wszystkie są manipulowane wykładniczo jako amplitudy lub zakresy wartości i mówi się, że każdy bit lub qubit informacji jest uwikłany w siebie. To sprawia, że ​​każdy punkt danych jest współzależny, a nie dyskretny, jak w tradycyjnym obliczeniach, co jest podstawą tego, w jaki sposób algorytmy kwantowe mogą być o wiele szybsze w przetwarzaniu danych niż tradycyjne algorytmy.