simulation - software - computadoras cuanticas 2018
Software de simulación de una computadora cuántica. (9)
Mientras esperamos nuestras computadoras cuánticas, ¿es posible escribir una simulación de software de una? Sospecho que la respuesta es no, pero espero que las razones por las que no arrojen algo de luz sobre el misterio.
Como estado de Wikipedia :
En principio, una computadora clásica podría (con recursos exponenciales) simular un algoritmo cuántico, ya que la computación cuántica no viola la tesis de Church-Turing.
Ellos existen. Here''s un navegador basado en uno. Here''s uno escrito en C ++. Here''s uno escrito en Java. Pero, según lo establecido por CodesInChaos, una computadora cuántica opera en todas las amplitudes de probabilidad a la vez. Así que imagine un registro cuántico de 3 qubits, un estado típico para que se vea así:
a1 | 000> + a2 | 001> + a3 | 010> + a4 | 011> + a5 | 100> + a6 | 101> + a7 | 110> + a8 | 111>
Es una superposición de todas las combinaciones posibles. Lo que es peor es que esas amplitudes de probabilidad son números complejos. Por lo tanto, un registro n-qubit requeriría 2 ^ (2 * n) números reales. Entonces, para un registro de 32 qubit, eso es 2 ^ (2 * 32) = 18446744073709551616 números reales.
Y como dijo CodesInChaos, las matrices unitarias utilizadas para transformar esos estados son ese número al cuadrado. Su aplicación es un producto de puntos ... Son computacionalmente costosos, por decir lo menos.
Hace años asistí a una charla en una conferencia de Perl donde Damian Conway (creo) estaba especulando sobre algo de esto. Un poco más tarde hubo un módulo Perl disponible que hizo algunas de estas cosas. Buscar CPAN para Quantum :: Superposiciones.
Hay una lista muy grande de lenguajes, marcos y simuladores. Algunos simulan a bajo nivel las ecuaciones cuánticas, otros solo las puertas.
- Kit de desarrollo de Quantum de Microsoft
- Microsoft LIQUi> IBM Quantum Experience
- Bosque de rigetti
- ProjectQ
- QuTIp
- OpenFermion
- Qbsolv
- ScaffCC
- Quantum Computing Playground (Google)
- Raytheon BBN
- Capricho
- Bosque
Sería genial conocer sus opiniones sobre sus capacidades y facilidad de uso.
https://quantumcomputingreport.com/resources/tools/ https://github.com/topics/quantum-computing?o=desc&s=stars
Implementarlo no es tan difícil. El problema es que la complejidad computacional y de la memoria es exponencial en el número de bits cuánticos que desea simular.
Básicamente, una computadora cuántica opera en todos los estados posibles de n bits a la vez. Y esos crecen como 2 ^ n.
El tamaño de un operador crece aún más rápido ya que es una matriz. Entonces crece como (2 ^ n) ^ 2 = 2 ^ (2 * n) = 4 ^ n
Así que espero que una buena computadora pueda simular una computadora cuántica de hasta 20 bits, pero será bastante lenta.
Mi respuesta es sí:
Puede simular los comportamientos de una máquina cuántica simulando el algoritmo de máquina cuántica
Máquina cuántica D-Wave que utiliza una técnica llamada quantum annealing . Este algoritmo podría compararse con simulated annealing algoritmo de simulated annealing .
Referencias:
3. Optimización por recocido simulado: estudios cuantitativos.
Otra razón más por la cual la simulación clásica de la computación cuántica es difícil: necesita generadores de números aleatorios casi perfectos, es decir, lo más perfectos posible para simular la medición.
Otra razón por la que la simulación clásica de la computación cuántica es difícil: para realizar un seguimiento, es posible que desee saber después de cada acción de una compuerta n-qubit (n> 1) si los qubits salientes están enredados o no. Esto debe calcularse clásicamente, pero se sabe que es NP-duro.
Consulte aquí: https://.com/a/23327816/363429