निरंतर मूल्यों के साथ "संभाव्य, सार्वभौमिक, दोष सहिष्णु क्वांटम अभिकलन" संभव है?


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ऐसा लगता है कि वैज्ञानिक समुदाय के भीतर एक व्यापक रूप से माना जाता है कि ऑप्टिकल तरीकों का उपयोग करके "सार्वभौमिक, दोष-सहिष्णु" क्वांटम गणना करना संभव है, जिसे केएलएम ( क्वाइल) द्वारा अग्रणी " रैखिक ऑप्टिकल क्वांटम कंप्यूटिंग (एलओक्यूसी) " कहा जाता है । लाफलामे, मिलबर्न)। हालाँकि, LOQC प्रकाश के केवल उन साधनों का उपयोग करता है जिनमें शून्य या एक फोटॉन होते हैं, अधिक नहीं।

प्रकाश के निरंतर मोड में परिभाषा के अनुसार एक से अधिक फोटॉन होते हैं। पेपर प्रोबेबिलिस्टिक फॉल्ट-टोलरेंट यूनिवर्सल क्वांटम कंप्यूटेशन एंड सैंपलिंग प्रॉब्लम्स इन कंटीन्यूअस वेरिएबल्स डूस एट अल। (२०१ () [क्वांट-फ अर्क्सिव: १66०६.०६६१ ]वी १]] "संभाव्य सार्वभौमिक सार्वभौमिक-सहिष्णु" क्वांटम अभिकलन भी निचोड़ प्रकाश के निरंतर साधनों का उपयोग करके किया जा सकता है। कागज आगे भी बढ़ता है और दावा करता है कि निरंतर मोड का उपयोग करके क्वांटम वर्चस्व को प्रदर्शित करना संभव है। वास्तव में, कागज का सार कहता है:

इसके अलावा, हम दिखाते हैं कि इस मॉडल को नमूनाकरण की समस्याओं के लिए अनुकूलित किया जा सकता है जिसे शास्त्रीय कंप्यूटर के साथ कुशलता से अनुकरण नहीं किया जा सकता है, जब तक कि बहुपद पदानुक्रम ढह नहीं जाता।

क्वांटम कंप्यूटिंग स्टार्टअप जिसे ज़ानडू कहा जाता है, जिसकी कुछ विश्वसनीयता है, क्योंकि इसने सेठ लॉयड के साथ कई पत्र लिखे हैं, यह दावा करते हुए प्रतीत होता है कि वे भी अंततः प्रकाश के निरंतर साधनों के साथ क्वांटम गणना करने में सक्षम होंगे, और शास्त्रीय कंप्यूटर की तुलना में कुछ कार्य करेंगे ।

और फिर भी, जो वे कर रहे हैं वह मुझे एनालॉग कंप्यूटिंग लगता है (क्या एनालॉग कंप्यूटिंग के लिए गलती सहिष्णु त्रुटि सुधार संभव है?)। इसके अलावा, वे निचोड़ने और विस्थापन संचालन का उपयोग करते हैं। इस तरह के ऑपरेशन ऊर्जा का संरक्षण नहीं करते हैं (किसी मोड को निचोड़ने या विस्थापित करने से इसकी ऊर्जा बदल सकती है), इसलिए ऐसे ऑपरेशनों में बाहरी वातावरण के साथ ऊर्जा की मैक्रोस्कोपिक मात्रा (मात्रा निर्धारित नहीं) के आदान-प्रदान की आवश्यकता होती है, जो संभवत: बहुत अधिक शोर का परिचय दे सकता है। qc। इसके अलावा, केवल छोटे मूल्यों के लिए लैब में निचोड़ हासिल किया गया है, और सार्वभौमिकता के दावे के लिए संसाधन के रूप में बड़े पैमाने पर मनमाने ढंग से निचोड़ की आवश्यकता हो सकती है।

तो, मेरा सवाल यह है कि क्या ये लोग बहुत आशावादी हैं या नहीं? प्रकाश के निरंतर साधनों के साथ प्रयोगशाला में किस तरह की कंप्यूटिंग वास्तविक रूप से की जा सकती है?

जवाबों:


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शुरू करने के लिए, मैं आपको वास्तव में " निरंतर चर (cv) के साथ क्वांटम जानकारी " पर इस समीक्षा को पढ़ने का सुझाव दूंगा । यह आपके अधिकांश प्रश्नों को cv आर्किटेक्चर के साथ कवर करता है। चूंकि यह एक बहुत बड़ी समीक्षा है, इसलिए मैं उस पेपर को पढ़ने और उस पर फिर से नज़र डालने से जो कुछ भी याद कर सकता हूं, उसके साथ आपके सवालों का समाधान करने की कोशिश करूंगा।

असतत चर (DV) के लिए, जैसा कि आपने उल्लेख किया है, Knill और Laflamme ने LOQC का बीड़ा उठाया है। लेकिन ब्रुनस्टीन एट अल द्वारा सीवी टेलीपोर्टेशन की प्राप्ति के प्रस्ताव के तुरंत बाद इस दृष्टिकोण का cvs में अनुवाद किया गया था उन्होंने दिखाया कि सीवी क्वांटम त्रुटि सुधार कोड केवल रैखिक प्रकाशिकी और निचोड़ा हुआ प्रकाश के संसाधनों का उपयोग करके लागू किया जा सकता है

अब इस प्रकार के क्वांटम कंप्यूटर की सार्वभौमिकता पर आ रहे हैं, उन्होंने कागज में यह भी दिखाया है कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के आयामों के लिए एक सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटर का निर्माण रैखिक प्रकाशिकी, स्क्वीज़र्स और कम से कम एक और गैर-रेखीय ऑप्टिकल तत्व का उपयोग करके किया जा सकता है। केर प्रभाव के रूप में (pg.48 ~ 50)।

मैं उनके प्रमाण को मौखिक रूप से सरल बनाने की कोशिश करूंगा जितना मैं कर सकता हूं।

1) यह सच है कि, सार्वभौमिक qcs के लिए, लॉजिकल ऑपरेशंस केवल क्लेर लॉजिक गेट्स के रूप में कुछ वैरिएबल को प्रभावित कर सकते हैं और उन गेट्स को स्टैक करके, यह उन सभी वेरिएबल्स की परिमित संख्या पर किसी भी वांछित परिवर्तन की सटीकता पर किसी भी एकात्मक परिवर्तन को प्रभावित कर सकते हैं। ।

2) तर्क यह है कि चूंकि एक एकल cv पर एक मनमाने ढंग से एकात्मक परिवर्तन को परिभाषित करने के लिए असीम संख्या में मापदंडों की आवश्यकता होती है, इसलिए इसे आमतौर पर क्वांटम परिचालनों के किसी भी परिमित संख्या द्वारा अनुमानित नहीं किया जा सकता है।

3) इस समस्या से निपटा जाता है कि विभिन्न उपवर्गों के लिए cvs पर सार्वभौमिक क्वांटम गणना की एक धारणा, जैसे कि हैमिल्टनियन (जो cv के अनुरूप ऑपरेटरों के बहुपद कार्य हैं)। निरंतर क्वांटम परिचालनों के एक सेट को परिवर्तनों के एक विशेष सेट के लिए सार्वभौमिक कहा जाएगा, यदि कोई परिचालनों के आवेदनों की एक सीमित संख्या के अनुसार, सेट में किसी भी परिवर्तन के लिए मनमाने ढंग से निकटता से संपर्क कर सकता है।

4) परिणाम EM क्षेत्रों के लिए द्विघात हैमिल्टन के निर्माण का एक बहुत लंबा गणितीय प्रमाण है।

तो आपके प्रश्न का उत्तर देने के लिए, भले ही, जैसा कि आपने उल्लेख किया है, प्रकाश का निचोड़ बाहरी शोर को qc में जोड़ता है, मेरा मानना ​​है कि इसका उपयोग उसी शोर को ठीक करने में त्रुटि के लिए किया जा सकता है। इसके साथ ही, क्वांटम स्पीडअप का दावा इस तथ्य से आता है कि एक मनमाना बहुपद हर्मिटियन हैमिल्टन द्वारा दिए गए सभी एकात्मक परिवर्तनों को उत्पन्न करने के लिए (जैसा कि सार्वभौमिक सीवी क्वांटम गणना करने के लिए आवश्यक है), एक में एक हैमिल्टन द्वारा वर्णित एक गेट शामिल है, इसके अलावा अन्य विहित ऑपरेटरों में अमानवीय द्विघात।

इन nonlinear परिवर्तनों का उपयोग cv एल्गोरिदम में किया जा सकता है और किसी भी शास्त्रीय प्रक्रिया पर एक महत्वपूर्ण गति प्रदान कर सकता है।

इसलिए निष्कर्ष निकालने के लिए, हाँ cv क्वांटम गणना आशावादी लगती है क्योंकि इस बिंदु पर अधिकांश सैद्धांतिक है। Cv आर्किटेक्चर की कुछ प्रयोगात्मक पुष्टिएँ हैं जैसे "निचोड़-राज्य EPR उलझाव", "सुसंगत राज्य क्वांटम टेलीपोर्टेशन" आदि। लेकिन "क्वांटम कुंजी वितरण" और "क्वांटम मेमोरी इफ़ेक्ट" में हाल के प्रयोगों से पता चलता है कि निरंतर परिवर्तनीय क्वांटम कंप्यूटर कुछ कार्यों के लिए अधिक नहीं तो उनके असतत समकक्षों के रूप में प्रभावी होने की क्षमता है।


हम्म, मैं एक प्रयोगवादी से भी सुनना चाहूंगा। उदाहरण के लिए, प्रयोगशाला में संभव निचोड़ के स्तर में सीमाएं, वे सार्वभौमिकता के दावे को कैसे सीमित करते हैं? यदि दोष सहिष्णु त्रुटि सुधार cv के लिए अभ्यास में संभव है, तो क्या इसका उपयोग LIGO के लिए किया गया है जहां एक भयानक आवश्यकता है? यदि नहीं, तो क्यों नहीं?
rrtucci

क्या कोई सिद्धांतकार हैं जो ब्रुनस्टीन एट अल से असहमत हैं? स्कॉट आरोनसन इस मामले पर क्या सोचते हैं?
rrtucci

गलती सहिष्णुता त्रुटि सुधार के लिए गेट मॉडल qc के लिए जबरदस्त ओवरहेड की आवश्यकता होती है। एक cv एनालॉग कंप्यूटर के लिए कितना ओवरहेड की आवश्यकता होती है?
rrtucci

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अफसोस की बात है कि मैं एक प्रयोगवादी नहीं हूं और मुझे इन सवालों के जवाब नहीं पता हैं। मैं इस प्रश्न में प्रयोगात्मक-परिणाम टैग जोड़ूंगा, ताकि टैग देखने वाले किसी भी प्रयोगात्मक व्यक्ति को यह दिखाई दे सके।
अरथा

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और आप scottaaronson.com/blog पर टिप्पणी कर सकते हैं और देख सकते हैं कि क्या वह जवाब देता है और खुद से पूछता है। वह आम तौर पर सभी अच्छे सवालों का जवाब देता है।
अरथा
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