Vad är en kvantalgoritm?
En kvantalgoritm är en uppsättning datorinstruktioner för att analysera problem som inte är baserade på klassiska matematiska eller probabilistiska beräkningar, utan istället använder den unika naturen av kvantverklighet där en enda bit data kan representera två motsatta värden, såsom både en och noll i binär logik. I den striktaste bemärkelsen kräver en kvantalgoritm en kvantdator för att fungera, som inte finns i någon tillverkad form från 2011. Teoretisk datavetenskap har emellertid åtminstone skapat analoger till True Quantum Algoritm beräkning från 2011, med exempel som Deutsch, SHOR och Grover -algoritmer.
Deutsch Quantum-algoritmen uppfanns 1985 och uppkallades efter den israelisk-brittiska fysikern David Deutsch som arbetar vid Oxford University i Storbritannien. Deutschs algoritm, som de flesta uppsättningar av datorinstruktioner i kvantdatorer, värderas för sin ABILITY att fungera som en slags genväg till behandlingsproblem och därför problemlösning på mikrochipnivån. I standard probabilistisk beräkning måste alla möjliga tillstånd för lösningar på problem ges ett distributionsvärde och beräkningar utförs på dem alla för att bestämma vilket svar eller värde som har den högsta sannolikheten för att vara korrekt. Vid kvantdatorer med användning av Deutsch -algoritmen kombineras alla möjliga lösningstillstånd till det som kallas en enhetsvektor som rör sig mot en specifik typ av lösning eller tillståndstransformation. Detta förlitar sig på en princip som kallas kvant superposition som tillämpas på matematik, där lösningar på problem förväntas existera i alla möjliga tillstånd samtidigt, i huvudsak eliminera behovet av lång probabilistisk logikbehandling.
SHOR- och GROVER -kvantalgoritmerna verkar på liknande sätt, men är utformade för specifika typer av datorbehandling. Shor -algoritmen används för matematisk factoring, aND Grover -algoritmen för att söka efter meningsfull data i antingen datoriserade listor eller databaser som saknar en definierbar struktur. Även om båda algoritmerna körs på klassiska datorsystem som gör standardtyper av bearbetning, har deras design visats vara mycket överlägsen klassiska sannolikhetsbaserade algoritmer för samma typer av uppgifter. Shors algoritm är exponentiellt snabbare och Grover är kvadratiskt snabbare, eller av ett kvadratvärde snabbare än standard datormetodik. Shor Quantum-algoritmen är uppkallad efter Peter Shor, en amerikansk professor i matematik som utvecklade den 1994, och Grover Quantum-algoritmen är uppkallad efter Lov Grover, en indisk-amerikansk datavetare som utvecklade den 1996.
En av de unika aspekterna av kvantberäkning är att beräkningar inte är baserade på diskreta värden som kan separeras godtyckligt, utan istället existerar i ett kvantförvirring. Standardvärdena i en beräkning Ange ett tillstånd av SUPErposition där de alla är manipulerade exponentiellt som amplituder eller värdeintervall och varje bit eller information av information sägs vara förvirrad med varandra. Detta gör varje datapunkt inbördes beroende och inte ett diskret värde som i traditionell datoranvändning, vilket är grunden för hur kvantalgoritmer kan vara så mycket snabbare vid bearbetningsdata än traditionella algoritmer är.