क्या ट्यूरिंग मशीन क्वांटम कंप्यूटर का अनुकरण कर सकती है?


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मुझे पता है कि ट्यूरिंग मशीन 1 सैद्धांतिक रूप से "कुछ भी" का अनुकरण कर सकती है, लेकिन मुझे नहीं पता कि यह क्वांटम-आधारित कंप्यूटर के रूप में मौलिक रूप से कुछ अलग कर सकता है या नहीं। क्या ऐसा करने के लिए कोई प्रयास किए गए हैं, या किसी ने इसे संभव नहीं किया है / संभव नहीं है?

मैं चारों ओर घूम चुका हूं, लेकिन मैं इस विषय का विशेषज्ञ नहीं हूं, इसलिए मुझे यकीन नहीं है कि कहां देखना है। मैंने क्वांटम ट्यूरिंग मशीन पर विकिपीडिया लेख पाया है , लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि यह शास्त्रीय टीएम से बिल्कुल अलग कैसे है। मुझे डब्ल्यू। फोच एट अल। द्वारा पेपर पेपर की यूनिवर्सल क्वांटम ट्यूरिंग मशीन भी मिली , लेकिन मेरे लिए इसे समझना मुश्किल है।


1. यदि यह स्पष्ट नहीं है, तो ट्यूरिंग मशीन से मेरा अभिप्राय सैद्धांतिक अवधारणा से है, भौतिक मशीन से नहीं (अर्थात सैद्धांतिक अवधारणा का कार्यान्वयन)।

जवाबों:


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हाँ , एक क्वांटम कंप्यूटर को ट्यूरिंग मशीन द्वारा सिम्युलेट किया जा सकता है, हालांकि इसका अर्थ यह नहीं लगाया जाना चाहिए कि वास्तविक-विश्व क्वांटम कंप्यूटर क्वांटम लाभ का आनंद नहीं ले सकते हैं , अर्थात वास्तविक-विश्व शास्त्रीय कंप्यूटरों पर महत्वपूर्ण कार्यान्वयन लाभ।

एक नियम के अंगूठे के रूप में, यदि कोई व्यक्ति मैन्युअल रूप से वर्णन कर सकता है या कल्पना कर सकता है कि कैसे कुछ काम करना चाहिए, तो उस कल्पना को ट्यूरिंग मशीन पर लागू किया जा सकता है। क्वांटम कंप्यूटर इस श्रेणी में आते हैं।

वर्तमान में, क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए एक बड़ी प्रेरणा यह है कि सुपरबॉक्सेशन में क्वैब्स मौजूद हो सकते हैं , अनिवार्य रूप से बड़े पैमाने पर समानांतर गणना के लिए अनुमति देता है। फिर क्वांटम एनीलिंग और अन्य छोटी चालें हैं जो मूल रूप से एनालॉग कंप्यूटिंग रणनीति हैं।

(1)|ψ=α|0+β|1,

लेकिन, वे लाभ दक्षता के बारे में हैं। कुछ मामलों में, यह दक्षता खगोलीय से परे है, ऐसे सामान को सक्षम करना जो शास्त्रीय हार्डवेयर पर व्यावहारिक नहीं होगा। यह क्वांटम कंप्यूटिंग का क्रिप्टोग्राफी में प्रमुख अनुप्रयोगों और इस तरह का कारण बनता है ।

हालाँकि, क्वांटम कंप्यूटिंग वर्तमान में उन चीजों की इच्छा से प्रेरित नहीं है जो हम पहले मौलिक रूप से नहीं कर सकते थे। यदि एक क्वांटम कंप्यूटर एक ऑपरेशन कर सकता है, तो एक शास्त्रीय ट्यूरिंग मशीन क्वांटम कंप्यूटर का एक ऑपरेशन कर सकती है जो उस ऑपरेशन को कर सकती है।

यादृच्छिकता एक समस्या नहीं है। मुझे लगता है कि दो बड़े कारण हैं:

  1. वैसे भी वितरण गणित का उपयोग करके यादृच्छिकता को अधिक सटीक रूप से पकड़ा जा सकता है।

  2. यादृच्छिकता के साथ शुरू करने के लिए एक वास्तविक " बात " नहीं है ; यह केवल अज्ञानता है। और हम हमेशा अज्ञानता पैदा कर सकते हैं।


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लहर फ़ंक्शन के पतन का अनुकरण करने के लिए आपको यादृच्छिकता के स्रोत की आवश्यकता होगी। तो आपको एक संभाव्य ट्यूरिंग मशीन की आवश्यकता होगी ।


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शास्त्रीय उपकरण ठेठ यादृच्छिक-संख्या जनरेटर का उपयोग कर सकते हैं, या जो भी उनके उद्देश्यों के लिए उपयुक्त है। यादृच्छिकता एक मौलिक गुण नहीं है जिसे क्वांटम यांत्रिकी (जो कि एक बहुत बड़ी वैचारिक गलतफहमी है, अक्सर कोपेनहेगन व्याख्या से प्राप्त होती है, जिसे शायद सबसे सरल अनुमान के रूप में समझा जाता है) से प्राप्त किया जाना चाहिए।
नेट

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सामान्य तौर पर यदि आप दक्षता की परवाह नहीं करते हैं, तो आप यादृच्छिकता की आवश्यकता से बचते हुए, इसके नमूने के बजाय अंतरिक्ष के हर तत्व को आज़मा सकते हैं।
तेविआन बार्न्स

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यदि आप वास्तव में सभी प्रासंगिक क्वांटम प्रभाव बनाना चाहते हैं, तो आपको बेल असमानता का उल्लंघन करने में सक्षम होने की आवश्यकता होगी और इसलिए एक संभाव्य ट्यूरिंग मशीन अपर्याप्त है। यदि आप केवल क्वांटम ट्यूरिंग मशीन की कम्प्यूटेशनल शक्ति का मिलान करना चाहते हैं, तो हम ऐसा करने के लिए यादृच्छिकता के बिना ट्यूरिंग मशीन का उपयोग कर सकते हैं। किसी भी मामले में, एक संभाव्य ट्यूरिंग मशीन उपयोगी नहीं होने वाली है।
छिपकली

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दूसरों ने जो कहा है उसे पूरा करने के लिए: जहां तक ​​हम जानते हैं कि एक (शास्त्रीय) ट्यूरिंग मशीन सही मायने में क्वांटम सहसंबंधों का अनुकरण नहीं कर सकती है । यह स्पष्ट रूप से डेविड क्वांटम सिद्धांत, चर्च-ट्यूरिंग सिद्धांत और यूनिवर्सल क्वांटम कंप्यूटर (रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन ए 400, पीपी 97-117 (1985 की कार्यवाही) द्वारा सेमिनल पेपर द्वारा सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटर के खंड गुणों में दावा किया गया है । ))।

विवरण कार्यान्वयन पर या क्वांटम कंप्यूटर के ट्यूरिंग मशीन, के लिए अपने सटीक परिभाषा पर निर्भर करेगा, और विशेष रूप से अनुकरण (यदि आप क्या साथ काफी उदार हैं simulates मतलब, कुछ भी कुछ भी अनुकरण कर सकते हैं)। सामान्य तौर पर, क्वांटम कंप्यूटर को डिज़ाइन करना संभव है, जो बार-बार सटीक एक ही प्रारंभिक अवस्था (या इनपुट बिट्स) से शुरू करके संचालित होता है, प्रत्येक ऑपरेशन में यादृच्छिक आउटपुट बिट्स उत्पन्न करता है जो एक दूसरे के साथ कुछ क्वांटम सहसंबंध प्रस्तुत करते हैं।

जहाँ तक मुझे पता है, एक ट्यूरिंग मशीन ऐसा नहीं कर सकती।


1
यह जोड़ने के लिए सार्थक हो सकता है (यह शायद रीफ़्रेशिंग का अधिक है, लेकिन एक जो मुझे लगता है कि उपयोगी है) कि ट्यूरिंग मशीन में 'यादृच्छिक संख्या पीढ़ी' को जोड़ना (जैसे कि एक दाना) क्वांटम के अनुकरण में मदद नहीं करता है। मशीन, क्योंकि यह बिट्स का अनुकरण नहीं कर सकती है जो बेल असमानता का उल्लंघन करती है, जबकि एक क्वांटम ट्यूरिंग मशीन कैन (जैसा कि मैंने इसे सही ढंग से पढ़ा है, अगर यह अंग्रेजी में Deutsch द्वारा कहा गया है)।
छिपकली
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