Quali tipi di problemi statistici potrebbero trarre vantaggio dall'informatica quantistica?
A pagina 645 di " Chimica fisica: concetti e teoria " Kenneth S. Schmitz spiega:
Gli effetti quantistici diventano importanti quando la lunghezza d'onda di de Broglie diventa paragonabile o maggiore delle dimensioni della particella. Quando ciò si verifica, le funzioni d'onda possono sovrapporsi, dando diverse proprietà del sistema.
I sistemi macroscopici possono essere analizzati con metodi classici, come spiega quella pagina di Wikipedia:
Una considerazione più raffinata distingue la meccanica classica e quella quantistica sulla base del fatto che la meccanica classica non riconosce che materia ed energia non possono essere divise in pacchi infinitamente piccoli, in modo che alla fine una divisione fine rivela caratteristiche irriducibilmente granulari. Il criterio di finezza è se le interazioni sono descritte o meno in termini della costante di Planck. In parole povere, la meccanica classica considera le particelle in termini matematicamente idealizzati anche fini come punti geometrici senza grandezza, pur avendo le loro masse finite. La meccanica classica considera anche i materiali estesi idealizzati matematicamente come geometricamente costantemente sostanziali. Tali idealizzazioni sono utili per la maggior parte dei calcoli di tutti i giorni, ma potrebbero non riuscire del tutto per molecole, atomi, fotoni e altre particelle elementari. In molti modi, la meccanica classica può essere considerata una teoria prevalentemente macroscopica. Su una scala molto più piccola di atomi e molecole, la meccanica classica può fallire e le interazioni delle particelle sono quindi descritte dalla meccanica quantistica.
Ad esempio, i computer quantistici forniranno una vera generazione di numeri casuali più onnipresente ?
No. Non è necessario un computer per generare un numero casuale reale e l'utilizzo di un computer quantistico per farlo sarebbe un enorme spreco di risorse senza alcun miglioramento della casualità.
ID Quantique ha in vendita schede SoC, stand-alone e PCIe da U $ 1200 a U $ 3500 . È un po 'più di fotoni che viaggiano attraverso uno specchio semi-trasparente, ma ha sufficienti proprietà quantistiche casuali per passare AIS 31 ("Classi di funzionalità e metodologia di valutazione per un vero generatore di numeri casuali (fisico) - Versione 3.1 29 settembre 2001" .PDF ). Ecco come descrivono il loro metodo:
Quantis è un generatore di numeri casuali fisici che sfrutta un processo elementare di ottica quantistica. I fotoni - particelle di luce - vengono inviati uno ad uno su uno specchio semitrasparente e rilevati. Questi eventi esclusivi (riflessione - trasmissione) sono associati ai valori di bit "0" - "1". Questo ci consente di garantire un sistema veramente imparziale e imprevedibile.
Un sistema più veloce (1 Gbit / s) è offerto da QuintessenceLabs . Il loro generatore di numeri casuali quantistici "qStream" è conforme a NIST SP 800-90A e soddisfa i requisiti del progetto NIST SP 800 90B e C. Utilizza diodi a tunnel Esaki . I loro prodotti sono nuovi e i prezzi non sono ancora disponibili al pubblico.
Sono disponibili anche sistemi di Comscire per diverse centinaia a un paio di migliaia di dollari. I loro metodi e brevetti PCQNG e RNG post-quantici sono spiegati sul loro sito web.
Quantum Numbers Corp. ha sviluppato un dispositivo di dimensioni chip per produrre rapidamente (1 Gbit / s) numeri casuali quantici che sostengono saranno presto disponibili.
Che dire della generazione di numeri pseudocasuali computazionalmente economici?
Se intendi "computazionalmente economico" come in poche istruzioni e rapida esecuzione = sì.
Se intendi che qualsiasi computer è un mezzo economico per generare veri numeri casuali = no.
Qualsiasi proprietà implementata QRNG non produrrà numeri pseudo casuali.
Il calcolo quantistico contribuirà ad accelerare la convergenza della catena Monte Carlo (MCMC) di Markov o garantirà limiti superiori nel tempo di convergenza?
Per il momento, lascerò che qualcun altro ci provi.
Ci saranno algoritmi quantistici per altri stimatori basati sul campionamento?
Probabilmente.
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