I computer quantistici sono solo una variante dei computer analogici degli anni '50 e '60 che molti non hanno mai visto né usato?


16

Nella recente domanda "Is Quantum Computing Just Pie in the Sky" ci sono molte risposte riguardanti i miglioramenti delle capacità quantistiche, tuttavia tutti sono focalizzati sull'attuale visione informatica "digitale" del mondo.

I vecchi computer analogici potevano simulare e calcolare molti problemi complessi che si adattavano alle loro modalità operative che non erano adatti per il calcolo digitale per molti anni (e alcuni sono ancora "difficili"). Prima delle guerre (~ I & II) tutto era considerato un "orologio" con cervelli turchi meccanici. Siamo caduti nella stessa trappola del carrozzone "tutto digitale" che continua a ripetersi (non ci sono tag relativi a "analogico")?

Quale lavoro è stato fatto sulla mappatura dei fenomeni quantistici al calcolo analogico e sull'apprendimento da tale analogia? O è tutto un problema di gente che non ha idea di come programmare le bestie.



Voglio solo chiarire che la loro è la potenziale distinzione tra computer analogici basati su rete in cui le connessioni sono bidirezionali e computer analogici basati su amplificatore dove c'erano connessioni basate sul feedback (lento e lento ...). È la velocità attorno ai nodi e il "rumore" del pavimento che porta i nodi interconnessi al loro stato finale. Sembra che "Quantum" sia solo un metodo di miniaturizzazione e accelerazione ...
Philip Oakley,

Risposte:


9

Ecco un breve elenco di notevoli differenze tra computer analogici e quantistici:

  1. I computer analogici non possono superare i test Bell.

  2. Lo spazio degli stati di un computer analogico con N cursori è N dimensionale. Lo spazio degli stati di un computer quantistico con N qubit è di dimensioni.2N

  3. Errore nella correzione di un computer analogico e quello che hai è un computer digitale (cioè non fondamentalmente più analogico). I computer quantistici sono ancora quantici dopo essere stati corretti da errori.

  4. I computer analogici non sono sensibili agli errori di decoerenza. Non si rompono se si eseguono copie accidentali dei dati. I calcoli quantistici si interrompono se ciò accade.

  5. I computer analogici non possono (in modo efficiente) eseguire l'algoritmo di Shor. O l'algoritmo di Grover. O praticamente qualsiasi altro algoritmo quantistico.


2
Questo mi confonde. Sembri suggerire che "analogico" e "quantico" sono due cose diverse, ma in realtà non si escludono a vicenda: hai (1) analogico-classico (2) analogico-quantico (3) digitale-classico (4) digital-quantistico. Ad esempio, i "computer analogici" possono superare i test Bell se sono computer quantistici analogici. Lo stesso vale per il resto dei tuoi punti.
user1271772

2
@ user1271772 Nel contesto della domanda, è chiaro che mi riferisco ai computer analogici classici.
Craig Gidney,

6

Quale lavoro è stato fatto sulla mappatura dei fenomeni quantistici al calcolo analogico e sull'apprendimento da tale analogia?

Un punto di partenza (con molti buoni riferimenti) per conoscere il calcolo quantistico analogico (noto anche come "calcolo quantistico analogico" e "calcolo quantistico variabile continuo") è qui . Si noti che il calcolo classico analogico non è potente come il calcolo quantistico analogico, per un motivo simile a quello che ho spiegato nella mia risposta a questa domanda : i computer quantistici (sia digitali che analogici) possono trarre vantaggio dall'entanglement quantistico.

Siamo caduti nella stessa trappola del carrozzone "tutto digitale" che continua a ripetersi (non ci sono tag relativi a "analogico")?

Molte persone sfortunatamente hanno, e questo potrebbe essere parte del motivo per cui il "calcolo quantistico adiabatico" ha lottato per ottenere il rispetto che meritava nei suoi primi anni (e anche ora). Il calcolo quantistico adiabatico è un tipo specifico di calcolo quantistico analogico che certamente ha un tag su questo scambio di stack e un discreto numero di domande (ma non abbastanza, secondo me). È stato dimostrato che il "calcolo quantistico adiabatico", che è completamente analogico e non coinvolge alcuna porta , può fare tutto ciò che un computer quantistico digitale può fare con la stessa efficienza computazionale, quindi mentre è vero che molte persone nel calcolo quantistico sono cadute nella trappola del carrozzone "tutto digitale", ci sono alcune persone che apprezzano il calcolo quantistico analogico (ad esempio il calcolo quantistico adiabatico).


Grazie per i tag extra, i collegamenti e il chiarimento terminologico. Per quanto mi riguarda, stavo confrontando le reti a maglie elettriche con le reti quantistiche, dove storicamente le reti elettroniche erano "istantanee", proprio come lo è ora il quantum, ed entrambe hanno una fisica simile dalla loro parte.
Philip Oakley,

3

I computer quantistici sono solo una variante dei computer analogici degli anni '50 e '60 che molti non hanno mai visto né usato?

No non lo sono.

Il fattore digitale vs analogico non è qui il punto, la differenza tra dispositivi quantistici e classici si trova a un livello più fondamentale.

Un dispositivo quantistico non può, in generale, essere simulato in modo efficiente da un dispositivo classico, sia esso "analogico" o "digitale" (o almeno, si ritiene fortemente che sia così). In questo senso, i computer quantistici sono davvero radicalmente diversi da qualsiasi variazione dei computer analogici classici o altre forme di elaborazione classica per quella materia.

In effetti, le architetture più popolari per il calcolo quantistico, quelle che operano su insiemi di "qubit", sono le controparti quantistiche dei computer classici digitali . I dispositivi analogici hanno anche le loro controparti quantistiche (vedere ad esempio informazioni quantistiche a variabile continua ).


L'aspetto che avevo in mente era il modo in cui le interazioni sono viste. Nel digitale c'è una presunta certezza, mentre nell'analogo c'è il "rumore" (fluttuazione, probabilità, ..). È quest'ultimo che tende a essere presentato da Quantum, quindi il suggerimento del mio Q (in più sono rimasti pochi che ricordano davvero tali metodi analogici!)
Philip Oakley,

@PhilipOakley Non sono sicuro di aver capito. È quest'ultimo che Quantum tende a essere presentato come <- Non capisco questa frase
glS

Quest'ultimo (per QM) è "distribuzioni di probabilità" e simili. Quindi il rumore in un sistema analogico è un problema di probabilità multidimensionale (secondo Shannon) e Qubits sembrerebbe essere un problema di probabilità multidimensionale simile, quindi la somiglianza delle astrazioni concettuali. Una differenza fondamentale è l'estensione spaziale tale che le reti analogiche della vecchia moda raramente arrivavano a un MHz BW e risposte in millisecondi oltre cm, ma QM spera per frequenze molto più alte su micron e meno.
Philip Oakley,

I Qubit sembrerebbero un simile problema di probabilità multidimensionale : ma non sono realmente, o almeno, non allo stesso modo dei classici dispositivi analogici. Un qubit può essere in un continuum di stati, è vero, ma ogni volta che lo misuri lo osservi sempre in una delle due posizioni, quindi è qualcosa di fondamentalmente diverso da quello che hai classicamente. Un'altra grande differenza è che il numero di stati possibili in cui possono essere i sistemi quantistici è esponenzialmente più grande di ciò che è possibile classicamente, consentendo così una dinamica molto più ricca
glS

0

Siamo caduti nella stessa trappola del carrozzone "tutto digitale" che continua a ripetersi?


Quello che ho notato è più la trappola del carrozzone "tutto binario"; che mi ricorda il segreto della cucina della nonna :

C'era una volta una madre che insegnava a sua figlia la ricetta di famiglia per preparare un prosciutto cotto intero. Era il miglior prosciutto che qualcuno avesse mai avuto, quindi hanno sempre seguito attentamente quella ricetta.

Prepararono la marinata, segnarono la pelle, misero gli spicchi e poi fecero un passo che la figlia non capì.

"Perché tagliamo le estremità del prosciutto?" lei disse. "Non lo fa seccare?"

"Sai, non lo so" disse la madre. "È così che mi ha insegnato la nonna. Dovremmo chiamare la nonna e chiedere."

Quindi chiamarono la nonna e chiesero: "Perché tagliamo le estremità del prosciutto? È per far entrare la marinata, o cosa?"

"No" disse la nonna. "Ad essere sincero, ho tagliato le estremità perché è così che mi ha insegnato mia madre. Ho aggiunto il passaggio della marinata più tardi, perché ero preoccupato che il prosciutto si seccasse. Chiamiamo la nonna e chiediamole."

Così hanno chiamato la struttura abitativa assistita in cui viveva la nonna, e la vecchia ascoltava le loro domande, e poi hanno detto.

"Oh, per amor di terra! Ho tagliato le estremità perché non avevo una padella abbastanza grande per un prosciutto intero!"


Recentemente stavo pensando ai qubyte e mi chiedevo se dovevano davvero essere definiti come 8 qubit. Un sistema quantico di 8 livelli (qunit) avrebbe uno spazio di 8 dimensioni e potrebbe teoricamente codificare un byte (8 bit). È una definizione migliore di un qubyte (byte quantico)?

O è tutto un problema di gente che non ha idea di come programmare le bestie.


1
Concordo sul fatto che il "tutto binario / digitale" è diventato un mantra in cui molti sono incorporati (che poi si trovano sopra). Spieghiamo il cervello e tutto come se fosse come un computer. C'è stato un periodo nei primi giorni dell'elettronica in cui le sue teorie / tecniche potevano essere applicate a grandi problemi analogici, come le maglie resistive (impedenza). È principalmente lo stesso vecchio Maxwell, a parte l'errore (? ;-) formulazione di Gibbs, che utilizza QM, quindi un po 'di provocazione su un po' di pensiero laterale è in ordine, forse. Per il 'byte', dai un'occhiata al baud rate, che non è bit rate.
Philip Oakley,

1
"Symbol rate" - bello! Penso che il problema binario preceda tutto come un computer. Vedi: l'albero della conoscenza del bene e del male; P
meowzz,

1
per lo spazio 8d, dai un'occhiata al dottorato di ricerca di C Furey "Fisica dei modelli standard da un'algebra?" e alle lezioni di YouTube di 2 minuti. Ha molta plausibilità rispetto al nostro bisogno di una matematica per rappresentare la scienza .. (non si può lasciare che le cose diventino matematica / scienza voodoo - altre teologie disponibili)
Philip Oakley,
Utilizzando il nostro sito, riconosci di aver letto e compreso le nostre Informativa sui cookie e Informativa sulla privacy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.