W skrócie: procesory działają teraz na elektronach, a zatem są ograniczone prędkością światła i różnymi innymi niuansami.
Procesory kwantowe wykorzystują właściwości cząstek subatomowych (np. Splątanie kwantowe lub „Upiorne działanie Einsteina na odległość”), aby pokonać niektóre z tych ograniczeń i zaoferować potencjalnie wykładniczy wzrost mocy.
W jeszcze mniejszym skrócie: są znacznie, dużo szybsze.
To nie do końca poprawne: są znacznie szybsze, ale tylko w niewielkim podzbiorze operacji dostępnych dla „konwencjonalnych” komputerów . Np. Łamanie RSA jest szybkie, ale renderowanie stron HTML prawdopodobnie wcale nie jest (o ile to możliwe ...).
whitequark
Również komputery kwantowe są nadal ograniczone prędkością światła.
David Z
4
Myślę, że dokładniej byłoby powiedzieć, że są one masywnie równoległe, a nie tylko „szybsze” jako takie ...
Brian Knoblauch,
@Brian: Wydaje się, że to dobry sposób na myślenie o tym.
David Z
+1 za bardzo przyziemne wyjaśnienie. Może nie być to naukowo dokładne, ale nadal przydatne dla przeciętnego człowieka.
Josh K powiązał kilka dobrych zasobów, których przeczytanie nie byłoby złym pomysłem. Uważam, że większość informacji Wikipedii na te tematy jest dość dokładna. Ale w przypadku, gdy nie można stwierdzić z tytułów linków, obliczenia kwantowe nie są trywialnym tematem. Musisz znać jakiś materiał tła (tj. Fizykę kwantową), aby go zrozumieć.
Aby uzyskać nieco mniej techniczne wyjaśnienie (pochodzące od kogoś, kto szczegółowo studiował obliczenia kwantowe), spróbuj tego: w mechanice kwantowej właściwości cząstek są opisywane przez „stany kwantowe”, które składają się z kombinacji „stanów bazowych”. Na przykład elektrony mają spin (pęd kątowy), więc działają jak małe magnesy. Umieść je w polu magnetycznym, a będą one skierowane w górę lub w dół (dobrze, równolegle do lub przeciwrównolegle do pola). W zwykłych komputerach (model uproszczony) możesz wybrać od 1 do 1, a od 0 do 0, i możesz wykonywać obliczenia, dostosowując pola magnetyczne, aby podnosić lub obniżać elektrony w dowolny sposób.
Ale w mechanice kwantowej, elektrony nie są ograniczone do, wskazując tylko w górę lub po prostu w dół; mogą one mieć jakąś kombinację ( superpozycji ) tych dwóch stanów, jak połowa górę i pół w dół w tym samym czasie . To może reprezentować bit, który działa zarówno jako 1, jak i 0. Nazywa się to kubit . Łącząc wiele kubitów (elektronów), możesz uzyskać bardziej skomplikowane superpozycje, takie jak 11/10/00 lub 110/101/011/001/000 lub cokolwiek innego, a jeśli użyjesz ich na odpowiednim komputerze, będzie to jak uruchomienie algorytmu z 3 lub 5 lub jakkolwiek wieloma wejściami jednocześnie. Tak więc każdy algorytm, który wymaga wykonania tej samej operacji na wielu różnych zestawach bitów, może zostać niezwykle przyspieszony przez obliczenia kwantowe. W praktyce okazuje się, że niektóre algorytmy czasu wykładniczego zamieniają się w algorytmy czasu wielomianowego po uruchomieniu ich na komputerze kwantowym.
„Tak więc każdy algorytm, który wymaga wykonania tej samej operacji na wielu różnych zestawach bitów, może zostać niezwykle przyspieszony przez obliczenia kwantowe”. - to nie do końca prawda. Jasne, jeśli potrafisz przygotować superpozycję nad wejściami, komputer kwantowy może przygotować odpowiednią superpozycję nad wyjściami, ale kiedy ją zmierzysz, otrzymasz tylko jedno wyjście, losowo. W rzeczywistości algorytmy kwantowe działają na podstawie struktury, aby wyeliminować amplitudy ... nie ma algorytmu wykładniczego, który można by bezpośrednio uczynić wielomianem (bez nowego algorytmu) na komputerze kwantowym.
ShreevatsaR
@ShreevatsaR: To prawda, chyba źle popełniłem błąd. Podczas pisania tego miałem na myśli algorytmy, które przetwarzają dużą liczbę danych wejściowych i dzielą je na jedną odpowiedź.
David Z
Nawet „rozdzielenie ich na jedną odpowiedź” nie jest możliwe, z wyjątkiem szczególnych okoliczności. (Na przykład, jeśli chcesz sumę wszystkich odpowiedzi, nie ma znanego sposobu na zrobienie tego.) Jedyne znane przykłady, w których algorytmy kwantowe są lepsze niż algorytmy klasyczne, wykorzystują bardzo specjalną strukturę, zwykle obejmującą okresowość i transformatę Fouriera (np. faktoring).
ShreevatsaR
OK, zły wybór sformułowań, ale to, co mówisz, mam na myśli.
Odpowiedzi:
W skrócie: procesory działają teraz na elektronach, a zatem są ograniczone prędkością światła i różnymi innymi niuansami.
Procesory kwantowe wykorzystują właściwości cząstek subatomowych (np. Splątanie kwantowe lub „Upiorne działanie Einsteina na odległość”), aby pokonać niektóre z tych ograniczeń i zaoferować potencjalnie wykładniczy wzrost mocy.
W jeszcze mniejszym skrócie: są znacznie, dużo szybsze.
źródło
Najpierw przeczytaj Wprowadzenie do mechaniki kwantowej , a następnie mechaniki kwantowej . Następnie przeczytaj Obliczenia kwantowe , QIS i jednostkę przetwarzania kwantowego .
źródło
Josh K powiązał kilka dobrych zasobów, których przeczytanie nie byłoby złym pomysłem. Uważam, że większość informacji Wikipedii na te tematy jest dość dokładna. Ale w przypadku, gdy nie można stwierdzić z tytułów linków, obliczenia kwantowe nie są trywialnym tematem. Musisz znać jakiś materiał tła (tj. Fizykę kwantową), aby go zrozumieć.
Aby uzyskać nieco mniej techniczne wyjaśnienie (pochodzące od kogoś, kto szczegółowo studiował obliczenia kwantowe), spróbuj tego: w mechanice kwantowej właściwości cząstek są opisywane przez „stany kwantowe”, które składają się z kombinacji „stanów bazowych”. Na przykład elektrony mają spin (pęd kątowy), więc działają jak małe magnesy. Umieść je w polu magnetycznym, a będą one skierowane w górę lub w dół (dobrze, równolegle do lub przeciwrównolegle do pola). W zwykłych komputerach (model uproszczony) możesz wybrać od 1 do 1, a od 0 do 0, i możesz wykonywać obliczenia, dostosowując pola magnetyczne, aby podnosić lub obniżać elektrony w dowolny sposób.
Ale w mechanice kwantowej, elektrony nie są ograniczone do, wskazując tylko w górę lub po prostu w dół; mogą one mieć jakąś kombinację ( superpozycji ) tych dwóch stanów, jak połowa górę i pół w dół w tym samym czasie . To może reprezentować bit, który działa zarówno jako 1, jak i 0. Nazywa się to kubit . Łącząc wiele kubitów (elektronów), możesz uzyskać bardziej skomplikowane superpozycje, takie jak 11/10/00 lub 110/101/011/001/000 lub cokolwiek innego, a jeśli użyjesz ich na odpowiednim komputerze, będzie to jak uruchomienie algorytmu z 3 lub 5 lub jakkolwiek wieloma wejściami jednocześnie. Tak więc każdy algorytm, który wymaga wykonania tej samej operacji na wielu różnych zestawach bitów, może zostać niezwykle przyspieszony przez obliczenia kwantowe. W praktyce okazuje się, że niektóre algorytmy czasu wykładniczego zamieniają się w algorytmy czasu wielomianowego po uruchomieniu ich na komputerze kwantowym.
źródło