Câu trả lời này là ý kiến của một người về cơ bản là người ngoài đối với "CQM" (= Cơ học lượng tử phân loại), nhưng là một người ngoài cuộc thông cảm rộng rãi. Nó nên được giải thích như vậy.
Những động lực của CQM
Các động lực của cơ học lượng tử phân loại không phải là tính toán như vậy, mà là logic ; và không phải là động lực lượng tử như vậy, mà là nền tảng của vật lý . Các triệu chứng của điều này có thể được nhìn thấy trong những gì nó mô tả như là thành tựu và điểm tham chiếu của nó, ví dụ:
Các kết quả của nó về "tính đầy đủ" nên được hiểu theo nghĩa tương tự như trong Định lý hoàn thành của Gôdel [sic]: rằng một tập hợp tiên đề có thể nắm bắt hoàn hảo một mô hình, trong trường hợp này là mô hình biến đổi trên một tập hợp các qubit được biểu thị về mặt biến đổi mức độ tự do thể hiện dưới dạng các hàm riêng Z và X.
Thỉnh thoảng so sánh với những thứ như " Rel " (nghĩa là: phạm trù quan hệ, theo quan điểm tính toán được liên kết chặt chẽ hơn với các máy Turing không xác định so với máy tính lượng tử) minh họa thực tế rằng chúng nhận thức được lý thuyết thông tin lượng tử như là một phần của bối cảnh lớn hơn của các lý thuyết tính toán, trong đó sự khác biệt giữa các lý thuyết này có thể dẫn đến một trực giác mạnh mẽ từ trên xuống về những gì phân biệt lý thuyết lượng tử với các lý thuyết thông tin động khác có thể.
Do đó, CQM là rất nhiều trong một truyền thống nền tảng của vật lý và lý thuyết B ngành khoa học máy tính . Vì vậy, nếu nó dường như không phát triển nhiều "ứng dụng" như vậy, bạn không nên ngạc nhiên, vì sự phát triển của các ứng dụng không phải là động lực chính của nó. (Và tất nhiên, cho đến nay chỉ có một tập hợp con người rất nhỏ trong lĩnh vực này thực sự được tiếp xúc với nó.)
Tại sao CQM có vẻ hơi mơ hồ
C
CCC) từ lý thuyết xác suất. Chắc chắn có thể có được trực giác đó bằng cách tiếp cận đại số tuyến tính phức tạp thông thường, nhưng những người đề xuất CQM sẽ cho rằng phương pháp thông thường không có khả năng là phương pháp hiệu quả nhất.
CQM cố gắng đặt ý nghĩa trực quan lên phía trước và trung tâm, theo một cách chặt chẽ về mặt toán học. Điều này bắt buộc họ phải nói về những thứ rõ ràng tối nghĩa như "đại số Frobenius giao hoán". Tất nhiên, thuật ngữ như vậy có nghĩa là hầu như không có gì với hầu hết mọi người khác trong lĩnh vực này - nhưng sau đó, điều này không khác nhiều so với cách các nhà lý thuyết thông tin lượng tử tìm đến các nhà khoa học máy tính khác.
Đây chỉ là điểm khởi đầu của sự nhầm lẫn tiềm ẩn đối với người ngoài cuộc - vì những người theo đuổi CQM là những nhà toán học / logic có hiệu lực với động lực từ trên xuống, không có một nghiên cứu nào trong CQM, và không có ranh giới rõ ràng giữa công việc về CQM và làm việc trong lý thuyết hạng cao hơn. Điều này tương tự với việc thiếu ranh giới rõ ràng giữa độ phức tạp tính toán được biểu thị theo các mạch lượng tử, độ phức tạp giao tiếp lượng tử, độ phức tạp truy vấn và phiên bản cổ điển của các chủ đề này, cùng với phân tích Fourier và các công cụ toán học có liên quan khác. Nếu không có khung tham chiếu rõ ràng, đôi khi có thể hơi khó hiểu về việc CQM bắt đầu và kết thúc ở đâu, nhưng về nguyên tắc, nó có định nghĩa rõ ràng về phạm vi như bất kỳ chủ đề nào khác trong lý thuyết thông tin lượng tử.
Nếu bạn tự hỏi tại sao mọi người có thể thích điều tra CQM hơn là một câu hỏi chính thống hơn trong lý thuyết thông tin lượng tử, trước tiên chúng ta nên thừa nhận rằng có những dòng nghiên cứu khác trong lý thuyết thông tin lượng tử không hướng chính xác đến tác động có ý nghĩa đối với bất kỳ ai khác. Nếu chúng tôi rất vui để mọi người làm nghiên cứu vào những thứ như cách tiếp cận để tính toán lượng tử liên quan đến hiện tượng vật lý mà không ai vẫn chưa trưng bày trong phòng thí nghiệm [ arXiv: 1701,05052 ] hoặc phương pháp tiếp cận để sửa lỗi trên kín d đa tạp chiều cho
d > 2 [ arXiv: 1503.02065], chúng ta nên vui mừng như nhau khi thừa nhận các dòng điều tra khác có phần ly dị với dòng chính. Sự biện minh trong mỗi trường hợp là như nhau: trong khi vòng cung của lý thuyết dài, nó nghiêng về ứng dụng, và những điều được nghiên cứu vì lý do thuần túy lý thuyết có cách mang lại những thành quả thực tế.
Việc sử dụng CQM
Trên lưu ý đó: một quan điểm về mục đích của việc chú ý đến các nền tảng là để có được loại hiểu biết cần thiết để giải quyết vấn đề dễ dàng hơn. CQM có cung cấp cái nhìn sâu sắc đó không?
Tôi nghĩ rằng chỉ mới gần đây, những người đề xuất CQM đã nghiêm túc xem xét câu hỏi liệu những hiểu biết mà nó cung cấp, cho phép một người có được kết quả mới trong các môn học có nhiều điểm chính trong lý thuyết thông tin lượng tử. Điều này một lần nữa bởi vì động lực chính là nền tảng, nhưng công việc gần đây đã bắt đầu phát triển theo chủ đề tiền thưởng trong lĩnh vực rộng lớn hơn.
Có ít nhất hai kết quả mà tôi có thể chỉ ra, đại diện cho những cách mà cộng đồng CQM đã phát triển kết quả mà tôi sẽ đánh giá là có liên quan rộng rãi đến lợi ích của cộng đồng thông tin lượng tử và trong đó kết quả hoàn toàn mới:
- Các kỹ thuật mới để xây dựng các cơ sở lỗi đơn nhất và ma trận Hadamard (ví dụ [ arXiv: 1504.02715 , arXiv: 1609.07775 ]. Những điều này dường như được cộng đồng thông tin lượng tử quan tâm khi các kết quả này được trình bày như các cuộc thảo luận trong QIP 2016 và 2017.
- Một định nghĩa rõ ràng và rõ ràng về biểu đồ lượng tử , phục hồi định nghĩa của biểu đồ không hoạt động từ [ arXiv: 1002.2514 ] theo cách làm cho mối quan hệ với biểu đồ 'cổ điển' rõ ràng, cho phép chúng kết nối với đại số cao hơn, và thu được (Hệ quả 5.6) kết quả về mật độ tiệm cận của các cặp đồ thị có lợi thế lượng tử trong các trò chơi giả thần giao cách cảm.
Như người ta mong đợi về các kỹ thuật toán học trừu tượng với các động lực nền tảng, cũng có những khoản chi trả cho các lĩnh vực khoa học máy tính tiếp giáp với lý thuyết thông tin lượng tử:
- Một số kỹ thuật gần đây để giải quyết các vấn đề trong việc đếm độ phức tạp liên quan đến Holant, được lấy cảm hứng từ tính toán lượng tử [ arXiv: 1702.00767 ], được truyền cảm hứng đặc biệt hơn bởi một dòng điều tra cụ thể về CQM liên quan đến sự phân biệt giữa trạng thái GHZ và trạng thái W.
Cuối cùng, một cái gì đó chưa phải là kết quả, nhưng dường như là một hướng nghiên cứu đầy hứa hẹn và về nguyên tắc không yêu cầu lý thuyết thể loại để theo đuổi:
- Một trong những sản phẩm chính của CQM là máy tính ZX, có thể mô tả như một ký hiệu tenxơ tương tự như ký hiệu mạch, nhưng cũng được trang bị một hệ thống chính thức để chuyển đổi các sơ đồ tương đương sang nhau. Có một dòng điều tra về việc sử dụng điều này như một công cụ thực tế để đơn giản hóa mạch và để thực hiện các mạch đơn nhất trong các kiến trúc cụ thể. Điều này một phần dựa trên thực tế là các sơ đồ ZX là một ký hiệu cho phép bạn suy luận về các tenxơ ngoài các mạch đơn nhất, và do đó về nguyên tắc linh hoạt hơn.
Mọi người nên bắt đầu sử dụng CQM ngay lập tức?
Chắc là không.
Như với nhiều điều đã được nghĩ ra vì lý do học thuật không chính thống, nó không nhất thiết là công cụ tốt nhất cho mọi câu hỏi mà người ta có thể muốn hỏi. Nếu bạn muốn chạy mô phỏng số, rất có thể bạn sử dụng C hoặc Python làm ngôn ngữ lập trình thay vì SML. Tuy nhiên, cũng với lưu ý đó, giống như các ngôn ngữ lập trình được phát triển một cách nghiêm túc bởi các công ty phần mềm lớn có thể kịp thời được thông báo bởi các ý tưởng được phát triển trong bối cảnh học thuật không chính thống như vậy, do đó, một số ý tưởng và ưu tiên của CQM cuối cùng cũng được lọc ra đối với cộng đồng rộng lớn hơn, làm cho nó trở thành một dòng điều tra biệt lập hơn so với ngày nay.
Cũng có những đối tượng mà CQM (chưa) dường như cung cấp một cách tiếp cận hữu ích, chẳng hạn như đo khoảng cách giữa các trạng thái hoặc hoạt động khác nhau. Nhưng mọi công cụ toán học đều có giới hạn của nó: Tôi hy vọng rằng tôi sẽ không sớm sử dụng lý thuyết kênh lượng tử để xem xét cách đơn giản hóa các mạch đơn nhất.
Sẽ có những vấn đề mà CQM làm sáng tỏ một số cái nhìn sâu sắc và có thể cung cấp một phương tiện thuận tiện để phân tích. Một vài ví dụ về các chủ đề như vậy được cung cấp ở trên, và thật hợp lý khi cho rằng nhiều lĩnh vực ứng dụng sẽ trở nên rõ ràng theo thời gian. Đối với những chủ đề mà CQM hữu ích, người ta có thể chọn có dành thời gian để tìm hiểu cách sử dụng công cụ hữu ích hay không; ngoài ra, điều đó tùy thuộc vào việc bạn có đủ tò mò hay không. Về mặt này, nó giống như mọi kỹ thuật toán học tiềm năng khác trong lý thuyết thông tin lượng tử.
Tóm lược
- Nếu dường như chưa có nhiều ứng dụng mới của CQM, thì đó là vì không có - bởi vì đây không phải là động lực chính của CQM, cũng như không có nhiều người nghiên cứu về nó.
- Động lực chính của nó là dọc theo nền tảng của khoa học máy tính và vật lý.
- Các ứng dụng của các công cụ của CQM cho lý thuyết thông tin lượng tử chính thống vẫn tồn tại và bạn có thể mong đợi sẽ thấy nhiều hơn khi thời gian trôi qua.