क्वांटम कंप्यूटिंग परियोजना के विचार


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मैं स्नातक कंप्यूटर विज्ञान का छात्र हूं और वर्तमान में अपनी स्नातक परियोजना के लिए योजना बना रहा हूं। मुझे क्वांटम कंप्यूटिंग क्षेत्र में कुछ विचारों की आवश्यकता है। कोई मदद?


यदि आप इस परियोजना के प्रकार और उपयुक्त कठिनाई के लिए उपयुक्त समय के बारे में विचार करेंगे तो यह मदद करेगा। जैसे कि एक परियोजना के रूप में विस्तार से स्वीकार्य एक पेपर पढ़ रहा है?
रॉबिन कोठारी

उदाहरण: एक कठिन समस्या को हल करने के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग के साथ मशीन लर्निंग तकनीकों को जोड़ना (या नए का आविष्कार करना) Google ने मशीन लर्निंग एल्गोरिदम और डी-वेव क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग किया ताकि बहुत अधिक छवि खोज की जा सके। समय, मैंने: 11 महीने की कठिनाई: मध्यम (स्नातक)
Deyaa

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मुझे लगता है कि यह एक सामुदायिक विकी होना चाहिए, यह मानते हुए कि यह बिल्कुल गुंजाइश है।
लेव Reyzin

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@Ross: मैंने इसे डाउनवोट किया, बस इसलिए कि यह प्रश्न अस्पष्ट था, बहुत खुला-समाप्त, व्यक्तिपरक, और निश्चित रूप से स्पष्ट "सही उत्तर" के साथ कुछ नहीं था (यह भी देखें cstheory.stackexchange.com/faq )। अधिक सावधानी से स्पष्टीकरण के साथ और "सामुदायिक विकि" मोड में यह संभवत: मेरे पतन से बचा होगा। माफी अगर यह अनावश्यक रूप से कठोर लगता है, लेकिन मुझे लगता है कि लोगों को अपने प्रश्नों के निर्माण पर अधिक ध्यान देना चाहिए (और सही तरीके से सीडब्ल्यू के झंडे का उपयोग करें, विशेष रूप से कोई और इसे वर्तमान में ठीक नहीं कर सकता है)।
जुका सूमेला

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@ डेया, मुझे लगता है कि जो फिट्जीसेमोंस और जुका सुकोएला के सवालों का जवाब देने की कोशिश करने से आपको बेहतर प्रश्न बनाने में मदद मिलेगी।
सुरेश वेंकट

जवाबों:


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मैंने कुछ क्वांटम जटिलता सिद्धांत परियोजना विचारों को http://scottaaronson.com/blog/?p=471 पर पोस्ट किया

(लेकिन सावधान, इनमें से अधिकांश समस्याएं हैं जो वर्षों से खुली हुई हैं! एक स्नातक परियोजना के लिए मेरा सुझाव समस्याओं में से एक का एक हिस्सा तोड़ना होगा।)


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एक परियोजना जो मैं सुझाता हूं वह यह है: रैखिक प्रोग्रामिंग के लिए क्वांटम रैंडम वॉक पर आधारित क्वांटम एल्गोरिदम विकसित करने का प्रयास करें। प्रोजेक्ट के लिए आपको पहले क्वांटम रैंडम वॉक के बारे में कुछ बुनियादी तथ्यों को सीखना चाहिए और कैसे वे एल्गोरिदमिक रूप से उपयोगी होते हैं, दूसरा रैंडमाइज्ड सिम्प्लेक्स टाइप एल्गोरिदम के बारे में और तीसरा दोनों को मिलाने की कोशिश में। भाग 3 बहुत महत्वाकांक्षी है और मुझे नहीं पता कि फलदायक कुछ भी कहा जा सकता है, लेकिन भाग 1 और 2 पहले से ही एक स्नातक परियोजना के लिए अच्छे हैं।


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यह एक बहुत अच्छा सुझाव है। वास्तव में एल्गोरिदम की एक अच्छी संख्या है जो विशेष यादृच्छिक चलता से लाभ उठा सकते हैं। LT / रैप्टर त्रुटि सुधार कोड उदाहरण के लिए एक यादृच्छिक चलने पर आधारित हैं। अप वोट मुझसे। और आपको यहाँ देखकर अच्छा लगा, गिल। :-)
रॉस स्नाइडर

मुझे पता नहीं था कि क्वांटम रैंडम वॉक जैसी चीजें थीं! अछा सुझाव !
सुरेश वेंकट

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सुरेश: हाँ, हैं। वे क्वांटम एल्गोरिदम के लिए काफी महत्वपूर्ण दृष्टिकोण हैं। एल्गोरिदम परियोजनाओं के बारे में बात यह है कि, यह एक वर्गमूल गति को प्राप्त करने के लिए तुच्छ है, और कुछ भी बेहतर पाने के लिए बहुत कठिन है। शायद एक और विचार बहुपद समय एल्गोरिदम को लॉग टाइम के लिए नीचे लाने की कोशिश में देखने के लिए होगा, जैसा कि हाल ही के एल्गोरिदम में समीकरणों के रैखिक प्रणालियों को हल करने के लिए है।
जो फिट्ससिमन्स

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छवि खोज के साथ डीडवेव्स के परिणाम थोड़े अजीब हैं। वर्तमान में इस बात के पुख्ता सबूत नहीं हैं कि DWave के उपकरणों का कुशलता से अनुकरण नहीं किया जा सकता है। इस पर कई ब्लॉगों पर विस्तार से चर्चा की गई है ( स्कॉट आरोनसन और डेव बेकन दोनों ने कई बार डीडब्ल्यू को कवर किया है)।

अब, इसे छोड़कर, बड़ी संख्या में संभावित परियोजनाएं हैं, जो इस बात पर निर्भर करती है कि आप किस मात्रा में रुचि रखते हैं, यह क्वांटम यांत्रिकी और भौतिकी के बारे में आपके ज्ञान के स्तर पर निर्भर करता है। वास्तुकला प्रकार के प्रश्न अक्सर काफी भौतिक विज्ञान बन जाते हैं, क्योंकि प्रयोगात्मक सीमाएं यह निर्धारित करने में एक बड़ी भूमिका निभाती हैं कि समस्याओं को देखने के लायक क्या है। एल्गोरिदम और संचार जटिलता अधिक सीएस उन्मुख क्षेत्र हैं।

क्वांटम अभिकलन के कई अलग-अलग मॉडल हैं, और कुछ के बजाय कुछ के लिए प्रवेश करने के लिए स्टेपलर बाधाएं हैं। आदिबेटिक और टोपोलॉजिकल क्वांटम कंप्यूटिंग सर्किट मॉडल और गणना के माप आधारित मॉडल की तुलना में कुछ हद तक कठिन हैं।

एक समस्या मुझे समर स्टूडेंट के साथ काम करने में मिली है, जो सिमुलेशन द्वारा विभिन्न त्रुटि-सुधार कोड के लिए फॉल्ट-टॉलरेंस थ्रेसहोल्ड का अनुमान लगा रहा है। यह एक ऐसी चीज है जिसमें प्रवेश के लिए अपेक्षाकृत कम बाधा है। एक अन्य विचार विशेष प्रयोजन कार्यों (एन्कोडिंग, माप, राज्य की तैयारी) के लिए क्वांटम सेलुलर ऑटोमेटा योजनाओं को देखना है।

आपने मशीन लर्निंग का उल्लेख किया है, इसलिए शायद आप विभिन्न सरल समस्याओं के लिए क्वांटम सर्किट विकसित करने के लिए विकासवादी प्रोग्रामिंग का उपयोग करना चाहते हैं। मैंने इसके साथ कुछ बार खेला है, और ऐसा लगता है कि आप कुछ बहुत अच्छा व्यवहार प्राप्त कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, खोज नियम विकसित करना)।

मैं ऐसे यादृच्छिक विचारों को सूचीबद्ध कर सकता हूं जो एक उपयुक्त परियोजना बना सकते हैं, लेकिन यदि आप इस बात का अधिक विचार कर सकते हैं कि आप किस क्षेत्र में रुचि रखते हैं, तो मुझे लगता है कि आपको बेहतर उत्तर मिलेंगे। एक बुनियादी सवाल यह हो सकता है कि क्या आप एक कोडिंग प्रोजेक्ट में रुचि रखते हैं, एक हार्डवेयर डिजाइन पर, एक शुद्ध सिद्धांत पर, आदि। आप किस रास्ते पर जाना चाहते हैं, इसके आधार पर विभिन्न संभावनाओं की एक श्रृंखला होगी।


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मैं सुझाव देता हूं कि वर्तमान क्वांटम कंप्यूटिंग डेवलपमेंट टूल (जैसे कि लिबक्वांटम) उपलब्ध कराने की क्षमता के साथ सीयूडीए-सक्षम जीपीयू का फायदा उठाने की क्षमता में तेजी लाने के लिए। क्वांटम कंप्यूटिंग कमोबेश रैखिक बीजगणित, यानी मैट्रिक्स और वेक्टर संचालन के बारे में है, जो कि पहले स्थान पर GPU के लिए डिज़ाइन किया गया था।


सिमुलेशन की तरह क्या?
दीया

क्वांटम कंप्यूटिंग विकास उपकरण आपको क्वांटम एल्गोरिदम और प्रोटोकॉल को अनुकरण करने की अनुमति देता है, जिसमें शोर का एल्गोरिथ्म, ग्रोवर की खोज, क्वांटम टेलीपोर्टेशन, त्रुटि सुधार कोड और आपके द्वारा बनाए गए एल्गोरिदम शामिल हैं और अपने लिए परीक्षण करना चाहते हैं।
एम। अलागगन

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थीसिस प्रोजेक्ट्स के लिए क्यूसीएल जैसी थीम वाली भाषाओं की क्वांटम कंप्यूटिंग की गई है। वास्तव में किसी भी क्वांटम कंप्यूटिंग आधारित भाषाओं को मैंने वेब पर लागू किया है जो थीसिस परियोजनाओं के लिए किया गया है। आप क्वांटम एमुलेटर को कोड करने का भी प्रयास कर सकते हैं। "क्वांटम कम्प्यूटिंग फॉर कंप्यूटर साइंटिस्ट्स" पुस्तक में वे प्रोग्रामिंग ड्रिल प्रदान करते हैं जो सामूहिक रूप से ऐसे एमुलेटर तक जोड़ते हैं।


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मुझे नहीं पता कि यह कितना उपयोगी होगा, लेकिन शायद यह कुछ मार्गदर्शन प्रदान करेगा।

स्प्रिंग 2009 में साशा रज़ोरोव ने क्वांटम कंप्यूटिंग पर एक पाठ्यक्रम पढ़ाया। पाठ्यक्रम की वेबसाइट में कुछ "प्रोजेक्ट" विचार हैं, साथ ही कुछ सेमिनल क्वांटम पेपर के संदर्भ भी हैं।

पृष्ठ पर "प्रोजेक्ट्स" वास्तव में "अधिक शामिल होमवर्क समस्याएं" हैं, इसलिए वे शायद वरिष्ठ थीसिस के लिए स्वयं में उपयुक्त नहीं हैं, और न ही उन्हें 11 महीने लगेंगे। हालाँकि, उन समस्याओं और / या कुछ संदर्भों में आपके लिए कुछ अच्छे विचार आ सकते हैं।

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