Как в квантовый компьютер вводятся данные?

Question

[SergeySerge11]

Объясните маленькую деталь, которую никто написать не может, и которая напрочь убивает саму идею квантовых компьютеров, КАК ДАННЫЕ-ТО ВВОДЯТСЯ?
Например есть список из 1000 10 битных чисел, нужно найти число 5, оно в 666 позиции(НО САМИ ЧИСЛА ЕЩЕ НЕ ПРИШЛИ), КАК ЭТИ 1000 Данных вводятся, сколько время займет, 1 операция, 32 или 1000
Какова будет оценочно длинна квантовой цепи, пару вариантов накидаю, sqrt(1000)*x или sqrt(1000)*x + 1000*y будет ли на 1000 элементов цепь длиннее, так как надо же как-то ввести 1000 элементов?

Answer 1

[Василий Банников]

1. Квантовый компьютер не оперирует числами так, как это делают обычные компьютеры, так что сначала нужно нужные числа представить в том виде, в каком их сможет переварить алгоритм, который ты терализовал в квантовом компьютере. Способов закодировать много и выбор зависит от того, какую задачу ты решаешь.
https://quantumalgorithms.org/chap-classical-data-...
В первую очередь тебе скорее всего придётся числа преобразовать в вектора или матрицы и далее уже кодировать их как начальное состояние кубитов или как вентили.

2. "Сколько времени займёт" ответить сложно, так как очень сильно зависит от конкретного компьютера, сложности схемы, количества возможных состояний на выходе. Чем больше будет помех/шума, чем больше будет возможных состояний - тем больше повторных запусков понадобится, чтобы собрать больше данных.

Например есть список из 1000 10 битных чисел, нужно найти число 5, оно в 666 позиции(НО САМИ ЧИСЛА ЕЩЕ НЕ ПРИШЛИ), КАК ЭТИ 1000

А ты уверен, что поиск одного числа из тысячи - это действительно та задача, которую нужно решать при помощи квантового компьютера?

Comments

[SergeySerge11]

есть пример, как например найти число 6 в последовательности 7 6 5 4 3 2 1 0.
Я могу в вентелях составить схему, которая займет под 30 кубит, то есть 8*3 (для 2бит делал), то есть все данные, я как отдельные биты введу. Я так раза 4 реализовал, потом вдруг вспомнил. что вообще-то 8 данных должны в 3 кубитах лежать, а как, Как хотя бы 2 числа смешать, как выглядит схема, какие вентеля? вот есть https://algassert.com/ как там можно задать начальное состояние для этих 8 чисел.
Что бы потом составить оракул и найти искомый индекс, я так понимаю предпологаю, что состояние должно быть записано каким-то
0.123123|000> + 0.323223|001> + 0.313212|011> + ..... 8 слагаемых. Как вот это получить, например на тетрадке можно там расписать, а в схеме как такое задать.

Answer 2

[VoidVolker]

Точно так же как и в обычный: человек нажимает кнопку на клавиатуре, контакты замыкаются, по проводам течёт ток, который проходит множество трансформаций в обычном ПК и в итоге приходит в ловушку для кубитов и систему управления состояниями кубитов и их считывания. Ловушка - удерживает кубит в определённом месте и состоянии, а система управления связывает кубиты и задаёт им состояния - например с помощью лазера. Вариантов реализации и того и другого целая куча - лазеры, магнитные и электрические поля и т.д. и т.п. Конкретные характеристики можно получить из описания и тестов конкретного квантового компьютера.

Answer 3

[rPman]

Квантовый компьютер требует устанавливать и управлять состоянием всех кубит одновременно, т.е. на каждом шаге квантового алгоритма необходимо устанавливать и менять состояние отдельных элементов, выращивая волновую функцию правильным образом, ожидаемым, то что собственно и составляет смысл алгоритма.

И главное, делать это приходится много раз, что бы посчитать вероятность результата, именно вероятность даст ответ (функцию создают таким образом, что бы правильный ответ дал вполне определенную вероятность).

Т.е. речь не идет о загрузил данные, оно что то там покрутило, и выдало результат... данные должны поступать в квантовую систему в процессе, много раз. Еще момент, входные данные могут не только ложиться в основу стартовой схемы распределения кубит, но и определяться через взаимодействия над этой схемой из кубит. Т.е. данные и код очень сильно перепутаны.

p.s. пример, 'расставляем' атомы на подложке, а затем последовательно возбуждаем те или иные, строго определенным порядком, не считывая результат в процессе (считывание разрушает волновую функцию, собственно ошибки - это помехи от взаимодействия с окружением), только по окончанию, повторяем, обрабатываем результат на классическом процессоре. Допускаю существование алгоритмов, во имя борьбы с ошибками, когда каждая последующая схема влияния на квантовую систему будет меняться в зависимости от предыдущих результатов