Một mô hình lập trình được lưu trữ có thể được áp dụng cho Máy tính lượng tử không?


8

Một mô hình máy tính lập trình được lưu trữ là nơi sử dụng bộ nhớ trung tâm để lưu trữ cả hướng dẫn và dữ liệu mà chúng hoạt động. Về cơ bản tất cả các máy tính cổ điển ngày nay theo kiến ​​trúc von Neumann đều sử dụng mô hình lập trình được lưu trữ. Trong quá trình thực hiện chương trình, CPU đọc các hướng dẫn hoặc dữ liệu từ RAM và đặt nó vào các thanh ghi khác nhau như Thanh ghi lệnh (IR) và các thanh ghi mục đích chung khác.

Câu hỏi của tôi là liệu một mô hình lập trình được lưu trữ như vậy có áp dụng được cho Máy tính lượng tử hay không, vì vì định lý không nhân bản, không thể sao chép bất kỳ trạng thái lượng tử tùy ý nào.

Điều đó có nghĩa là nếu chúng ta có một số qubit ở một số trạng thái được lưu trữ trong một thanh ghi bộ nhớ thì do định lý không nhân bản, bộ xử lý Máy tính lượng tử sẽ không thể đọc hoặc sao chép các qubit đó từ bộ nhớ vào một số thanh ghi bên trong.


Câu trả lời:


3

Có, bạn có thể mã hóa chương trình vào các qubit của mình theo cách chính xác giống như cách bạn mã hóa chương trình thành bit và sau đó chạy các mạch diễn giải chương trình. Người ta có thể hy vọng rằng bạn có thể mã hóa chương trình theo một cách hiệu quả theo cấp số nhân, nhưng trong Mike & Ike, họ chứng minh rằng điều đó là không thể. Bởi vì không có lợi thế theo cấp số nhân và vì các thao tác cần thiết để đọc và giải mã chương trình đắt hơn hàng tỷ lần trên máy tính lượng tử, nên bạn muốn lưu trữ chương trình trong máy tính điều khiển cổ điển trong hầu hết các trường hợp.



"Câu hỏi của tôi là liệu một mô hình lập trình được lưu trữ như vậy có áp dụng được cho Máy tính lượng tử hay không, vì vì định lý không nhân bản, không thể sao chép bất kỳ trạng thái lượng tử tùy ý nào." Câu trả lời của bạn có vẻ là "có, mô hình có thể áp dụng được" nhưng không liên quan đến phần "kể từ" của câu hỏi. Bạn có thể nói với người hỏi tại sao anh ấy / cô ấy tin rằng định lý không nhân bản sẽ đưa ra câu trả lời là "không", là sai không?
1271772

@ user1271772 Định lý không nhân bản không áp dụng cho các qubit ở trạng thái đã biết hoặc ở trạng thái cơ bản của một cơ sở trực giao đã biết như cơ sở tính toán. Vì vậy, bạn có thể mã hóa chương trình vào trạng thái cơ sở tính toán. Những hạn chế "không hiệu quả theo cấp số nhân" mà tôi đã đề cập có thể được coi là có liên quan đến định lý không nhân bản.
Craig Gidney

1
@ user1271772 Nếu các trạng thái là trạng thái cơ sở tính toán, bạn có thể đo chúng mà không cần trang trí chúng và thường tạo ra tất cả các bản sao bạn muốn.
Craig Gidney

1
Bạn nói rằng "Người ta có thể hy vọng rằng bạn có thể mã hóa chương trình theo một cách hiệu quả theo cấp số nhân nào đó" nhưng Mike & Ike chứng minh điều đó là không thể. Phần này bao gồm phần "hướng dẫn" của "Trong khi thực hiện chương trình, CPU sẽ đọc hướng dẫn hoặc dữ liệu từ RAM" chứ không phải phần "dữ liệu". Theo câu trả lời của @Peter Shor có hướng dẫn về sự chồng chất "là thứ tự cường độ khó thực nghiệm hơn là chỉ có bộ nhớ trong chồng chất", nhưng còn ý tưởng về việc có dữ liệu trong chồng chất bộ nhớ thì sao? Bạn sẽ phải sao chép trạng thái chồng chất từ ​​RAM sang IR. NCT vi phạm?
1271772
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.