क्वांटम कंप्यूटिंग में पोस्टसेक्शन क्या है?


13

एक क्वांटम कंप्यूटर कुशलता से जटिलता वर्ग BQP में पड़ी समस्याओं को हल कर सकता है । मैंने दावा किया है कि कोई भी व्यक्ति (संभावित रूप से, क्योंकि हम नहीं जानते कि BQP एक उचित उपसमूह है या PP के बराबर है) पोस्टसेप्शन को लागू करके क्वांटम कंप्यूटर की क्षमता को बढ़ाता है और यह कि कुशलता से हल करने योग्य समस्याओं का वर्ग अब postQP = बन गया है पीपी

यहाँ पोस्टसेशन का क्या मतलब है?

जवाबों:


16

"पोस्टसेलेक्शन" कुछ अन्य qubit पर माप के परिणाम पर कंडीशनिंग की प्रक्रिया को संदर्भित करता है। (यह कुछ ऐसा है जिसे आप शास्त्रीय संभाव्यता वितरण और सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए भी सोच सकते हैं: यह क्वांटम अभिकलन के लिए विशेष अवधारणा नहीं है।)

क्वांटम यांत्रिकी प्रयोगों में पोस्टसेलेक्शन को अक्सर (इस बिंदु तक) चित्रित किया गया है, क्योंकि - बहुत छोटे कणों पर प्रयोगों के लिए, बहुत अधिक कणों को शामिल नहीं करना - यह अच्छा क्वांटम नियंत्रण या फीडबॉवर्ड होने का अनुकरण करने का एक अपेक्षाकृत आसान तरीका है। हालांकि, यह कम्प्यूटेशन को साकार करने का एक व्यावहारिक तरीका नहीं है, क्योंकि आपको एक या एक से अधिक मापों के परिणाम पर शर्त रखनी होगी जो बहुत कम संभावना के साथ हो सकते हैं ।

वास्तव में एक माप परिणाम का 'चयन' कुछ भी नहीं है जो आप क्वांटम यांत्रिकी में आसानी से कर सकते हैं - जो वास्तव में करता है वह किसी भी परिणाम को फेंक देता है जो आपको वह करने की अनुमति नहीं देता है जो आप करना चाहते हैं। यदि आप जिस परिणाम का चयन करने का प्रयास कर रहे हैं , उसमें संभावना , तो आप जिस परिणाम का चयन करने का प्रयास कर रहे हैं, उसे प्राप्त करने से पहले आपको एक अपेक्षित संख्या बार कोशिश करनी होगी। यदि कुछ बड़े पूर्णांक लिए , तो आप बहुत लंबे समय तक प्रतीक्षा कर सकते हैं।1 / पी पी = 1 / 2 n n0<p<11/pp=1/2nn

नतीजा यह है कि postselection 'बढ़ जाती है' (जैसा कि आप कहते हैं) से घिरा त्रुटि क्वांटम गणना की शक्ति BQP को पीपी क्वांटम गणना के सिद्धांत में एक अच्छी तरह से पसंद परिणाम है, नहीं है क्योंकि यह है व्यावहारिक , लेकिन क्योंकि यह एक सरल है और एक प्रकार का कुरकुरा परिणाम जो कम्प्यूटेशनल जटिलता में दुर्लभ है, और क्वांटम गणना के बारे में अंतर्ज्ञान को सूचित करने के लिए उपयोगी है - इसने "क्वांटम वर्चस्व" प्रयोगों के विचारों को आगे बढ़ाया है, उदाहरण के लिए। लेकिन यह कुछ ऐसा नहीं है जिसे आपको एक ऑपरेशन के रूप में सोचना चाहिए, जो क्वांटम कंप्यूटरों के लिए एक व्यावहारिक तकनीक के रूप में स्वतंत्र रूप से उपलब्ध है, जब तक कि आप यह नहीं दिखा सकते कि जिन परिणामों को आप स्थगित करने की कोशिश कर रहे हैं, वे कुछ पर्याप्त हैं और उच्च-पर्याप्त संभावना (या) माप-आधारित संगणना के साथ के रूप में, यदि आप 'अवांछनीय' परिणामों में से एक प्राप्त करते हैं, तो आप अपनी प्रक्रिया के उपयुक्त अनुकूलन द्वारा 'वांछनीय' परिणाम का अनुकरण कर सकते हैं।


4

जैसा कि अन्य उत्तर से अवगत कराया गया है (और जिस पर मैं केवल कुछ स्पष्टीकरण प्रदान करने की कोशिश कर रहा हूं), पोस्ट-चयन संभव माप परिणामों के सबसेट को देखने के बारे में है। मेरे दिमाग में, यह नीचे दो अलग-अलग मामलों में आता है। हां, वे एक ही चीज के अलग-अलग पहलू हैं, लेकिन उनका उपयोग दो अलग-अलग समुदायों द्वारा बहुत अलग तरीके से किया जाता है।

प्रायोगिक पद-चयन

आप कुछ प्रयोग करते हैं, लेकिन कुछ विशेष शर्तों के पूरा होने पर आप केवल डेटा एकत्र करते हैं। आमतौर पर इसका उपयोग हेरलडेड प्रायोगिक खामियों की भरपाई करने के लिए किया जाता है (अर्थात ऐसा कुछ शुरू होता है जो हमें बताता है कि प्रयोग के दूसरे भाग के साथ आगे बढ़ने से पहले हमारे पास अवांछित परिणाम है)। उदाहरण के लिए, आप जानकारी या उलझने वाहक के रूप में फोटॉनों की एक जोड़ी का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन कभी-कभी वे फोटॉन रास्ते में खो जाते हैं। यदि आप केवल उन चीजों को करते हैं जब दोनों फोटोन का पता लगाया जाता है, तो आप उनके सफल आगमन के बाद चयन कर रहे हैं।

सैद्धांतिक बाद का चयन

यह " मेरे कंप्यूटर कितना अधिक शक्तिशाली हो सकता है अगर मैं माप के परिणामों को चुन सकता हूं " का एक सोचा हुआ प्रयोग है और व्यावहारिक प्रस्ताव नहीं है।

एक सरल उदाहरण के रूप में, क्वांटम टेलीपोर्टेशन के बारे में सोचें। सामान्य परिदृश्य में, ऐलिस और बॉब एक ​​बेल जोड़ी साझा करते हैं, और ऐलिस के पास एक अज्ञात स्थिति में एक विचित्र है जिसे वह बॉब को टेलीपोर्ट करना चाहता है। वह अपनी दो बटेरों पर एक बेल माप प्रदर्शन करती है, और अपने माप परिणाम बॉब को भेजती है। यदि बॉब ऐलिस से बहुत दूर है, तो माप परिणाम की जानकारी वहां पहुंचने के लिए एक सीमित समय लेती है, और यह उस समय के बाद है कि उसे विचार किया जा सकता है कि उसे क्वाइटल प्राप्त हो (क्योंकि उसे विभिन्न परिणामों के प्रभावों की भरपाई करनी है। वह (जो धारण करता है)।

हालाँकि, यदि ऐलिस हमेशा एक विशेष परिणाम के रूप में माप परिणाम पर पोस्ट-चयन कर सकता है, और बॉब जानता है कि वह उस एक का चयन करने जा रहा है, तो ऐलिस को बॉब को माप परिणाम भेजने की आवश्यकता नहीं है। वह अपने द्वारा धारण किए गए क्वबिट का उपयोग कर सकता है। इससे भी मजबूत, वह इसका उपयोग कर सकता है इससे पहले कि ऐलिस ने माप किया है, इस ज्ञान में सुरक्षित है कि वह करेगा! तो, न केवल आप तेजी से प्रकाश संचार प्राप्त कर रहे हैं, आप वास्तव में समय में पीछे की ओर संचार कर रहे हैं! आप कल्पना करना शुरू कर सकते हैं कि कंप्यूटर के लिए कितना शक्तिशाली हो सकता है (एक मनमाने ढंग से लंबे समय के लिए गणना करें और फिर सवाल पूछे जाने पर पल में जवाब वापस भेजें)।


मुझे अंतिम पैराग्राफ नहीं मिलता है: भले ही ऐलिस एक बेल माप के निश्चित परिणाम पर पोस्ट-चयन करता है, लेकिन माप हैं कि उसे त्यागना होगा क्योंकि उन्होंने सही परिणाम नहीं दिया था और ऐलिस को इस तथ्य को बताने की जरूरत है कि क्या वह प्रायोगिक परिणाम को स्वीकार या त्याग दिया है।
jk -

@jknappen यह सिद्धांत और प्रयोग के बीच का अंतर है। प्रयोग झूठे परिणामों को त्याग देते हैं। सिद्धांत संस्करण का मानना ​​है कि आप इसे हमेशा सही परिणाम देने के लिए मजबूर कर सकते हैं। त्यागने के लिए कुछ भी नहीं है।
DaftWullie

मुझे ऐसा नहीं लगता, यहां तक ​​कि सिद्धांत में आपको कुछ गणनाओं को छोड़ना होगा। शास्त्रीय अभिकलन में, वही जाने-माने शून्य-ज्ञान प्रमाण प्रोटोकॉल के लिए है।
jk -

@jknappen मुझे स्वीकार करना होगा कि मैं इस तर्क को एक कागज की मेरी स्मृति से फिर से जोड़ रहा था, अब मैं इसकी तलाश में आता हूं, मैं तुरंत विवरणों को सत्यापित करने के लिए अपने हाथ नहीं रख सकता। हालाँकि, यह एक ही करने की बात करता है।
DaftWullie

2
@jknappen अंतिम पैराग्राफ में, डफ़वुल्ली एक काल्पनिक दुनिया का उल्लेख कर रही है, जहाँ आप वास्तव में एक पोस्ट-सेलेक्ट ऑपरेशन कर सकते हैं (उदाहरण के लिए गैर-एकात्मक एकल-क्वैब ऑपरेशन लागू करें [[१०१], [०,०]] तरंग के सामान्यीकरण से, जैसा कि एक सिम्युलेटर में किया जा सकता है )।
क्रेग गिदनी
हमारी साइट का प्रयोग करके, आप स्वीकार करते हैं कि आपने हमारी Cookie Policy और निजता नीति को पढ़ और समझा लिया है।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.