Как работают кубиты и каковы их плюсы и минусы?Какое влияние они окажут на языки программирования?

Question

Что мы можем сделать с кубитами больше, чем с обычными битами, и как они работают?Я читал о них некоторое время назад, и кажется, что кубиты могут хранить не только 0 или 1, но также 0 и 1 одновременно.Я не очень понимаю, как они работают.Может кто-нибудь объяснить мне это?

Каковы их плюсы и минусы и какое влияние они окажут на такие языки программирования, как C, после того, как квантовые компьютеры будут изобретены?

Как мы будем управлять памятью?когда бит (который также является квантом) может принимать несколько значений одновременно?Как мы можем определить, является ли что-то истинным или ложным, когда есть больше, чем просто 1 и 0?

Answer 1

Любая «классическая» (как ее будут называть, когда технология станет более широко использоваться) проблема, которая решается с помощью «классического» кода, может быть решена с помощью своего рода квантового процессора путем преобразования проблемы.Например, чтобы выполнить поиск в базе данных, вместо использования поиска на основе индекса / двоичного поиска или линейного поиска для несортированной базы данных, вы можете использовать алгоритм Гровера .Кроме того, чтобы сделать шаг назад от упоминания предыдущего автора о BQP проблемах, проблемы с классическим «решением», которое выполняется в NP времени, могут быть значительно ускорены с помощью алгоритма Гровера (ускорение поиска во временикаждое возможное решение).Криптография RSA также стала намного более небезопасной с появлением алгоритма Шора , поскольку она позволяет разбивать большие числа на их основные факторы (шарнир, на котором сидит RSA), разрешимые в логарифмическом времени.РЕДАКТИРОВАТЬ: алгоритм Шора на самом деле работает в O ((log N) ^ 3), который является полиномиальным по логарифмическому времени.быть в состоянии использовать на квантовом компьютере из-за природы квантовых алгоритмов (применяя определенные функции к квантовым состояниям), если кто-то не изобрел способ отобразить квантовые ворота и т. д. на логические ворота ( РЕДАКТИРОВАТЬ:в основном адрес здесь ), и в этом случае все, что мы получаем, это очень очень быстрый логический процессор при использовании таких языков, как C.

PS: я уверен, что будетПривязки OpenGL для квантовых вычислений в конечном итоге: P

Answer 2

Если мы можем сделать работающий квантовый компьютер (все еще открытый вопрос), то он может эффективно решать определенные алгоритмические проблемы, которые (мы думаем) классический компьютер не может эффективно решить. Это проблемы в классе сложности BQP , но не в P . Один большой из них - целочисленная факторизация. Как сказал Уилл А, если вы можете быстро вычислять огромные целые числа, вы можете сломать множество современных шифров.

Проблема в том, что никто точно не знает, действительно ли BQP "больше", чем P & mdash; может случиться так, что все, что квантовый компьютер может сделать быстро, так же, как и классический компьютер.

Мы также не знаем, является ли BQP таким же большим, как NP & mdash; например, никто не нашел эффективного способа решения проблемы коммивояжера на квантовом компьютере. Это распространенное заблуждение о квантовых компьютерах. Они могут быть в состоянии быстро выполнить NP-полное решение задач, а затем они могут и не делать этого. Никто не знает.

http://scottaaronson.com/blog/?p=208 будьте хорошими читателями этой темы (как и остальная часть блога).

Answer 3

Предположим, что кубит электрон, и он вращается точно так же, как частица дипольного импульса, и когда он вращается, он создает амплитуду множественной интенсивности и частот, которые при малой амплитуде могут создавать спиновые вибрации или импульс частицы, в которых импульс может хранить тысячи бит информации! ! (это называется квантовой обработкой информации), которое в будущем!

Answer 4

кубиты не хранят 0 и 1 одновременно, фактически они сделаны из суперпозиции 0 и 1 одновременно.поэтому, если нормальный бит может представлять 0 или 1 за один раз, но кубиты содержат 0 и 1 за один раз.три нормальных бита могут хранить любой из следующих значений: 000,001,010, ..., 111.но кубит может представлять их всех одновременно (которые находятся в суперпозиции).так что «n» кубиты хранят 2 ^ n битов одновременно!