历史性量子软件首次运行

时间:2017-06-22 11:06:19166网络整理admin

雅各布·阿隆(Jacob Aron)第一款展示量子计算潜力的软件终于在真正的机器上运行,这是它最初设想的20年之后虽然它本身没有做任何有用的事情,但实现该算法可能会导致更多实用的计算机由量子力学的奇怪属性驱动量子计算机应该比普通计算机快得多,但仅限于有量子算法的任务 - 利用计算机量子特性的软件如果没有这些算法,量子计算机就是常规计算机,它们更难以构建最着名的量子软件之一是Shor的算法,它将大数量分解为它们的主要组成部分 - 一个众所周知的缓慢而难以解决的经典问题 Shor的算法使用通过空气和硅芯片发送的光子以有限的方式运行 - 但是能够运行它的全功能量子计算机可能会威胁到依赖于大质数的在线加密设计一种利用量子计算机的算法很棘手,因此周围并不多 1994年,当时在加拿大蒙特利尔大学的丹尼尔·西蒙提出了最早的例子之一至关重要的是,他是第一个表明量子计算机可以比普通计算机指数级地快速解决问题的人以前的算法只显示了轻微的速度提升,或根本没有西蒙是一个量子计算怀疑论者,但在试图证明他们永远不会有用的时候,他偶然发现了一个完全相反的问题想象一下,你将一串比特(如0101)送入一个黑盒子,并获得另一个字符串,如1100,作为回报存在有限数量的可能输出,但您不知道黑盒子如何产生它们西蒙的问题是:黑盒子是否为每个可能的输入提供了唯一的输出,或者某些输入是否给出了共同的输出这个问题没有出现在任何现实世界的应用程序中,但Simon的解决它的算法激发了更有用的Shor算法和量子计算领域作为一个整体 “它在量子算法发展史上有一个特殊的地方,”南非德班夸祖鲁 - 纳塔尔大学的Mark Tame说 “然而,尽管第一次表明存在指数差距,但令人惊讶的是,从那以后的所有年份都没有实验性地实现过”这就是为什么Tame和他的同事现在第一次运行Simon的算法他们使用单向量子计算机,因为它在计算过程中耗尽了一些量子位或量子位计算机使用六个光子作为量子比特来解决两个量子版的西蒙问题,这是最简单的问题该算法是概率性的,这意味着您必须多次运行才能得到答案 Tame的量子计算机平均需要两次运行才能成功,而普通计算机平均需要八分之三的运行时间 - 这是指数加速的第一步,符合理论预测 “对我而言,就像找到一块拼图的缺失部分并将其放在原位以完成图片,”他说 “我不认为我曾经真的想过任何人都会打扰,因为它本身并没有实际价值,”现在从事微软计算机安全工作的西蒙说但是Tame说运行算法有助于测试团队的单向量子计算机,现在他们希望构建更高级的版本 “示威更像是原则的证明,”Tame说麻省理工学院的斯科特·亚伦森(Scott Aaronson)表示,“有人最终能够做到这一点,这真是太棒了”尽管他并不相信加速本身很重要 “正确的问题不是你今天获得的'加速',而是你所取得的实验性进展,可以在未来实现真正的加速”参考文献:arxiv.org/abs/1410.3859,接受物理评论快报有关这些主题的更多信息: