Я ни в коей мере не специалист в квантовой механике и тем более в
quantum computing, поэтому напишу то, что такому идиоту как я приходит в
голову, когда он слышит о квантовых вычислениях.
Обычные компьютеры делают вычисления согласно предписаниям - программам - делать сначала то, потом сё, и никак иначе, и делается это отдельными операциями - тактами. При считывании данных состояние памяти зафиксировано (такт длится), при осуществлении операции записи (переходный процесс) запись считается законченной, если соответствующий следующий такт опять уже зафиксирован, то есть, ничего уже не меняется. Это так в обычных механических калькуляторах, начиная со старых бухгалтерских счётов, кассовых аппаратов с необходимостью крутить ручку и кончая современными электронными компьютерами. Каждое фиксированное состояние определенно, а перемены происходят между тактами. И вот, если захотеть прочитать состояние системы (компьютера) во время переходного процесса, то, естественно, получится чушь - определенности ни в "механике", ни в "электронике" не будет и не будет желаемого результата, так как такт еще не состоялся. Короче, ничего кроме конфуза и ошибок такое чтение выдавать не будет. Задача вычислений - получить безошибочный результат, не правда ли? (Кстати, один знающий человек (знакомый по СФТИ, Саша Роговцев) мне сказал, что выход из строя электронных схем происходит именно во время переходных процессов, когда напряжения и токи еще не такие как надо (не расчетные), и что нибудь, бывает, перегрузится да и перегорит).
Переходной процесс можно было бы (для смеха) рассматривать как некий аналог суперпозиции состояний в квантовой механике, но в квантовой механике на самом деле всё качественно иначе.
Посмотрим теперь на квантовую систему, могущую быть лишь в двух возможных состояниях $|0\rangle$ и $|1\rangle$, а также в суперпозиции этих состояний. Пусть наша приготовляющая система выдает на вход квантового компьютера заданную суперпозицию $|in\rangle=a_0|0\rangle+a_1|1\rangle$ . Чтобы убедиться в заданности начальных амплитуд $a_0$ и $a_1$ в волновой функции $a_0|0\rangle+a_1|1\rangle$, необходимо произвести серию классических измерений, иначе об определенности начальных амплитуд даже говорить не приходится. Я не знаю, как эти измерения должны быть встроены в реальности, но такой контроллер должен быть наверняка предусмотрен, и это первый явный источник замеделения квантовых вычислений.
Далее, допустим нам удалось приготовить систему в нужном нам исходном состоянии $a_0|0\rangle+a_1|1\rangle$ и затем мы запускаем ее в "свободное плавание", в смысле, что даем ей эволюционировать под воздействием неких "квантовых воздействий " (операций), необходимых для квантовых вычислений и изменяющих амплитуды, но не производящих никаких классических измерений, так что система остается в состоянии суперпозиции и кончает в состоянии $|out\rangle=A_0|0\rangle+A_1|1\rangle$.
По завершении "квантовых операций" наступает время считывания результатов.
Финальные амплитуды $A_0$ и $A_1$ обретают определенность (надежность своих значений) опять таки после серии классических измерений, иначе вам никто не поверит и цена таким квантовым расчетам будет ноль. Это второй источник замедления квантовых расчетов. Не получится создать просто так (т.е., за один раз) состояние $a_0|0\rangle+a_1|1\rangle$ и получить состояние $A_0|0\rangle+A_1|1\rangle$ "за один проход". Придется набирать статистику и в начале, и в конце, чтобы быть уверенным в значениях этих амплитуд.
Короче, экспериментирование с волновой функцией в реальности не такой уж и быстрый и дешевый процесс, на мой взгляд. Я не знаю в какой степени это учитывается теоретиками квантовых расчетов и как контроллируются "квантовые операции", поэтому закончу на этом, очевидном для меня, наблюдении.
Обычные компьютеры делают вычисления согласно предписаниям - программам - делать сначала то, потом сё, и никак иначе, и делается это отдельными операциями - тактами. При считывании данных состояние памяти зафиксировано (такт длится), при осуществлении операции записи (переходный процесс) запись считается законченной, если соответствующий следующий такт опять уже зафиксирован, то есть, ничего уже не меняется. Это так в обычных механических калькуляторах, начиная со старых бухгалтерских счётов, кассовых аппаратов с необходимостью крутить ручку и кончая современными электронными компьютерами. Каждое фиксированное состояние определенно, а перемены происходят между тактами. И вот, если захотеть прочитать состояние системы (компьютера) во время переходного процесса, то, естественно, получится чушь - определенности ни в "механике", ни в "электронике" не будет и не будет желаемого результата, так как такт еще не состоялся. Короче, ничего кроме конфуза и ошибок такое чтение выдавать не будет. Задача вычислений - получить безошибочный результат, не правда ли? (Кстати, один знающий человек (знакомый по СФТИ, Саша Роговцев) мне сказал, что выход из строя электронных схем происходит именно во время переходных процессов, когда напряжения и токи еще не такие как надо (не расчетные), и что нибудь, бывает, перегрузится да и перегорит).
Переходной процесс можно было бы (для смеха) рассматривать как некий аналог суперпозиции состояний в квантовой механике, но в квантовой механике на самом деле всё качественно иначе.
Посмотрим теперь на квантовую систему, могущую быть лишь в двух возможных состояниях $|0\rangle$ и $|1\rangle$, а также в суперпозиции этих состояний. Пусть наша приготовляющая система выдает на вход квантового компьютера заданную суперпозицию $|in\rangle=a_0|0\rangle+a_1|1\rangle$ . Чтобы убедиться в заданности начальных амплитуд $a_0$ и $a_1$ в волновой функции $a_0|0\rangle+a_1|1\rangle$, необходимо произвести серию классических измерений, иначе об определенности начальных амплитуд даже говорить не приходится. Я не знаю, как эти измерения должны быть встроены в реальности, но такой контроллер должен быть наверняка предусмотрен, и это первый явный источник замеделения квантовых вычислений.
Далее, допустим нам удалось приготовить систему в нужном нам исходном состоянии $a_0|0\rangle+a_1|1\rangle$ и затем мы запускаем ее в "свободное плавание", в смысле, что даем ей эволюционировать под воздействием неких "квантовых воздействий " (операций), необходимых для квантовых вычислений и изменяющих амплитуды, но не производящих никаких классических измерений, так что система остается в состоянии суперпозиции и кончает в состоянии $|out\rangle=A_0|0\rangle+A_1|1\rangle$.
По завершении "квантовых операций" наступает время считывания результатов.
Финальные амплитуды $A_0$ и $A_1$ обретают определенность (надежность своих значений) опять таки после серии классических измерений, иначе вам никто не поверит и цена таким квантовым расчетам будет ноль. Это второй источник замедления квантовых расчетов. Не получится создать просто так (т.е., за один раз) состояние $a_0|0\rangle+a_1|1\rangle$ и получить состояние $A_0|0\rangle+A_1|1\rangle$ "за один проход". Придется набирать статистику и в начале, и в конце, чтобы быть уверенным в значениях этих амплитуд.
Короче, экспериментирование с волновой функцией в реальности не такой уж и быстрый и дешевый процесс, на мой взгляд. Я не знаю в какой степени это учитывается теоретиками квантовых расчетов и как контроллируются "квантовые операции", поэтому закончу на этом, очевидном для меня, наблюдении.
Комментариев нет:
Отправить комментарий