Biểu diễn số thực trong máy tính lượng tử


14

Trong các máy tính nhị phân cổ điển, các số thực thường được biểu diễn bằng tiêu chuẩn IEEE 754 . Với máy tính lượng tử, tất nhiên bạn cũng có thể làm điều này - và đối với các phép đo, điều này (hoặc một tiêu chuẩn tương tự) có thể sẽ cần thiết vì kết quả của bất kỳ phép đo nào là nhị phân. Nhưng các số thực có thể được mô hình hóa dễ dàng hơn và / hoặc chính xác hơn trong các qubit bằng các phương pháp khác nhau trước khi phép đo xảy ra không? Nếu vậy, có trường hợp sử dụng nào thực sự hữu ích không, khi thấy rằng (tôi giả định) bất kỳ độ chính xác bổ sung nào sẽ bị mất khi thực hiện các phép đo?

Để rõ ràng, tôi không (nhất thiết) tìm kiếm các tiêu chuẩn hiện có, chỉ cho ý tưởng hoặc đề xuất về cách thể hiện những con số đó. Nếu có bất kỳ nghiên cứu nào về nó, điều đó cũng sẽ hữu ích.


1
Tôi nghĩ rằng điều này thực sự phụ thuộc vào thuật toán cụ thể hoặc vấn đề cần giải quyết. Như bạn thấy, "tiêu chuẩn số" về cơ bản là kỹ thuật. Không khoa học, hữu ích, nhưng không phải biên cương. Trước tiên hãy làm việc. Tôi nghĩ bạn cần làm rõ nếu bạn muốn các ví dụ, văn học hoặc một cái gì đó bởi vì tôi nghĩ rằng điều này là quá mơ hồ.
Thằn lằn rời rạc

@Discretelizard Tôi đồng ý, rằng đó là một câu hỏi kỹ thuật chứ không phải là một câu hỏi khoa học nhưng tôi không đồng ý về việc nó không phải là biên giới. Để máy tính lượng tử sống đúng với tiềm năng của chúng ta, chúng ta cần biết tiềm năng của chúng là gì. Và bạn không thể giải các bài toán số mà không có biểu diễn số.
blalasaadri

1
Được chứ. Có lẽ đó là một ý tưởng tốt sau đó để làm rõ rằng câu hỏi về cơ bản là một trong những 'kỹ thuật'.
Thằn lằn rời rạc

Câu trả lời:


9

Đã có những nỗ lực để thực hiện xây dựng biểu diễn "điểm nổi" của các phép quay nhỏ của các trạng thái qubit, chẳng hạn như: Biểu diễn điểm nổi trong Tổng hợp mạch lượng tử . Nhưng dường như không có bất kỳ tiêu chuẩn quốc tế nào giống như tiêu chuẩn mà bạn đã đề cập, ví dụ như IEEE 754. IEEE 7130 - Tiêu chuẩn cho định nghĩa tính toán lượng tử là một dự án đang diễn ra. Dù sao đi nữa, việc thể hiện điểm nổi sẽ tự động phụ thuộc vào độ chính xác mà bạn muốn. Nếu bạn muốn đi theo đường dẫn trong bài báo đầu tiên tôi liên kết (nghĩa là sử dụng phép quay qubit) tôi đã có thể tưởng tượng khả năng xảy ra lỗi trong các hoạt động xoay vòng như vậy và bạn phải xử lý chúng theo đó.


1
Giấy đó trông rất thú vị, cảm ơn bạn. Chỉ cần đọc bản tóm tắt cho đến nay tôi mới thấy quan điểm của bạn về lỗi. Tất nhiên đó là một vấn đề chung chúng ta phải giải quyết. Và tôi không ngạc nhiên khi chưa có bất kỳ tiêu chuẩn nào - tôi chỉ đề cập đến IEEE 754 như một ví dụ về cách các con số có thể được biểu diễn.
blalasaadri

0

Tôi e rằng trong khi công việc thú vị đang được thực hiện ở đây, thì rõ ràng kiến ​​trúc máy tính lượng tử rất không được chuẩn hóa và do đó tất cả đều có thể thay đổi.

Tiêu chuẩn IEEE 754 mô tả cách triển khai một tính năng mà nhiều thập kỷ kỹ thuật và nghiên cứu đã cho thấy là hữu ích và do đó máy móc được dự kiến ​​sẽ làm điều này.

Ngược lại, các nhà khoa học và kỹ sư vẫn đang tìm ra cách tạo ra một máy tính lượng tử 'phổ quát' tốt nhất. Họ có một số ý tưởng về cách làm điều này, như Blue đề cập. Tuy nhiên, không có "một ý tưởng thực sự" nào mà các kỹ sư có thể dựa trên các tiêu chuẩn.

Có lẽ nó thậm chí còn biến ra các số phức dễ dàng hơn để biểu diễn trên một máy tính lượng tử và thay vào đó chúng ta có một tiêu chuẩn cho các kiểu dữ liệu số phức!

Vì vậy, trong khi công việc đang được thực hiện ở đây, một tiêu chuẩn của IEEE có vẻ rất nhiều trong tương lai xa.


1
Tôi nhận ra điều này, vâng. Tôi cũng không mong đợi có một tiêu chuẩn hiện có; Tôi đã thêm một cái gì đó vào hiệu ứng đó cho câu hỏi, hy vọng làm rõ những gì tôi đang tìm kiếm.
blalasaadri

1
@blalasaadri. Tốt Tôi biết rằng đây có thể không phải là câu trả lời mà bạn đang tìm kiếm, nhưng nó có thể là lời khuyên hợp lý cho những độc giả khác.
Thằn lằn rời rạc
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.