Quanten-Computing

Fragen und Antworten für Ingenieure, Wissenschaftler, Programmierer und Computerfachleute, die sich für Quantencomputer interessieren

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Wie schreibt man ein einfaches Programm für ein D-Wave-Gerät?
Ich möchte wissen, wie ein Auftrag für ein D-Wave-Gerät in Code geschrieben und an das Gerät gesendet wird. In der Antwort ist es am besten, ein bestimmtes Beispiel für ein einfaches Problem zu sehen. Ich vermute, dass die "Hello World" eines D-Wave-Geräts so etwas wie das Auffinden der Grundzustände eines …
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Gibt es eine Erklärung für die Funktionsweise von Grovers Algorithmus?
Dieser Blogpost von Scott Aaronson ist eine sehr nützliche und einfache Erklärung von Shors Algorithmus . Ich frage mich, ob es eine solche Erklärung für den zweitberühmtesten Quantenalgorithmus gibt: Grovers Algorithmus zum Durchsuchen einer ungeordneten Datenbank der Größe in O ( √)O(n)O(n)O(n)zeit.O(n−−√)O(n)O(\sqrt{n}) Insbesondere für das zunächst überraschende Ergebnis der Laufzeit …
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Wie rechnet ein Quantencomputer auf Hardwareebene?
Als ich diesen Reddit-Thread las, stellte ich fest, dass ich selbst nach einigen Monaten des Lernens über Quantencomputer absolut keine Ahnung habe, wie ein Quantencomputer tatsächlich funktioniert. Um die Frage zu präzisieren, nehmen wir an, wir haben einen supraleitenden Qubit-basierten 5-Qubit-Quantencomputer (wie den 5-Qubit-IBM-Quantencomputer). Ich tippe 2 + 32+32+3 mit …
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Warum ist ein Quantencomputer in gewisser Weise leistungsfähiger als eine nicht deterministische Turingmaschine?
Die gängige Darstellung von Nachrichten über Quantencomputer ist, dass ein Quantencomputer (QC) funktioniert, indem er sich in exponentiell viele nicht interagierende parallele Kopien von sich selbst in verschiedenen Universen aufteilt und jeweils versucht, ein anderes Zertifikat zu verifizieren, und zwar am Ende der Berechnung Das einzelne Exemplar, das ein gültiges …
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Was ist Quantenteleportation?
Quantenzustands-Teleportation ist das Quanteninformationsprotokoll, bei dem ein Qubit zwischen zwei Parteien unter Verwendung eines anfänglichen gemeinsamen verschränkten Zustands, Bell-Messung, klassischer Kommunikation und lokaler Rotation übertragen wird. Anscheinend gibt es auch so etwas wie Quantenteleportation. Was ist Quantengatter-Teleportation und wofür wird sie verwendet? Ich interessiere mich besonders für mögliche Anwendungen bei …
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Gibt es eine allgemeine Aussage darüber, welche Arten von Problemen mit einem Quantencomputer effizienter gelöst werden können?
Gibt es eine allgemeine Aussage darüber, welche Arten von Problemen mit Quantencomputern effizienter gelöst werden können (nur Quantengatemodell)? Haben die Probleme, für die heute ein Algorithmus bekannt ist, eine gemeinsame Eigenschaft? Soweit ich verstehe, hilft Quanten-Computing beim Problem der versteckten Untergruppen (Shor). Der Algorithmus von Grover beschleunigt die Suche. Ich …
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Wenn alle Quantentore einheitlich sein müssen, wie steht es dann mit der Messung?
Alle Quantenoperationen müssen einheitlich sein, um Reversibilität zu ermöglichen, aber was ist mit Messung? Die Messung kann als Matrix dargestellt werden, und diese Matrix wird auf Qubits angewendet, so dass dies dem Betrieb eines Quantentors äquivalent zu sein scheint. Das ist definitiv nicht umkehrbar. Gibt es Situationen, in denen uneinheitliche …
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Gibt es eine mögliche Anwendung von Quantencomputern beim maschinellen Lernen oder bei der KI?
Viele Menschen glauben, dass sich Quantencomputer als entscheidender Schritt bei der Entwicklung neuer Algorithmen für maschinelles Lernen und KI herausstellen können, die dem Feld einen enormen Schub verleihen können. Es hat sogar Studien gegeben, wonach unser Gehirn ein Quantencomputer sein könnte, aber bisher besteht unter den Forschern kein Konsens. Da …
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Explizite Lieb-Robinson-Geschwindigkeitsgrenzen
Lieb-Robinson-Schranken beschreiben, wie sich Effekte aufgrund eines lokalen Hamilton-Operators durch ein System ausbreiten. Sie werden häufig in der Form |[A,B(t)]|≤Cevt−l,|[A,B(t)]|≤Cevt−l, \left|[A,B(t)]\right|\leq Ce^{vt-l}, wobei AAA und BBB Operatoren sind, die durch einen Abstand lll auf einem Gitter getrennt sind, auf dem der Hamilton-Operator lokale (z. B. nächste Nachbarn) Wechselwirkungen auf diesem …
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Wann werden wir wissen, dass die Quantenüberlegenheit erreicht wurde?
Der Begriff "Quantenüberlegenheit" bedeutet nach meinem Verständnis, dass man Algorithmen erstellen und ausführen kann, um Probleme auf Quantencomputern zu lösen, die in realistischen Zeiten auf Binärcomputern nicht gelöst werden können. Dies ist jedoch eine ziemlich vage Definition - was würde in diesem Zusammenhang als "realistische Zeit" gelten? Muss es der …
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Wer hat zuerst die Idee des Quantencomputers mit Qubits vorgeschlagen?
So wie ich es verstehe, begann das Gebiet der Quantenmechanik im frühen 20. Jahrhundert, als Max Planck das Problem der Schwarzkörperstrahlung löste. Aber ich weiß nicht, wann sich die Idee, dass Computer Quanteneffekte verwenden, ausbreitet. Was ist die früheste Quelle, die die Idee von Quantencomputern mit Qubits vorschlägt?
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