जबकि हम अपने क्वांटम कंप्यूटर की प्रतीक्षा कर रहे हैं, क्या यह एक सॉफ़्टवेयर सिमुलेशन लिखना संभव है? मुझे संदेह है कि जवाब नहीं है, लेकिन उम्मीद है कि क्यों रहस्य पर कुछ प्रकाश नहीं डालेगा।क्वांटम कंप्यूटर का सॉफ्टवेयर सिमुलेशन
साल पहले मैंने एक पर्ल सम्मेलन में एक वार्ता में भाग लिया जहां डेमियन कॉनवे (मेरा मानना है) इस पर कुछ अनुमान लगा रहा था। थोड़ी देर बाद एक पर्ल मॉड्यूल उपलब्ध कराया गया था जिसमें कुछ सामान था। क्वांटम :: सुपरपॉजिशन के लिए सीपीएएन खोजें।
इसे कार्यान्वित करना मुश्किल नहीं है। समस्या यह है कि कम्प्यूटेशनल और मेमोरी जटिलता क्वांटम बिट्स की संख्या में घातीय है जो आप अनुकरण करना चाहते हैं।
असल में एक क्वांटम कंप्यूटर एक ही समय में सभी संभावित एन-बिट राज्यों पर काम करता है। और वे 2^एन की तरह बढ़ते हैं।
ऑपरेटर का आकार एक मैट्रिक्स के बाद भी तेज़ी से बढ़ता है। तो यह बढ़ता है (2^एन)^2 = 2^(2 * एन) = 4^एन
तो मुझे उम्मीद है कि एक अच्छा कंप्यूटर क्वांटम कंप्यूटर को लगभग 20 बिट तक अनुकरण करने में सक्षम होगा, लेकिन यह होगा बल्कि धीमी हो।
वे मौजूद हैं। Here's एक ब्राउज़र आधारित एक। Here's सी ++ में लिखा गया है। Here's जावा में लिखा गया है। लेकिन, जैसा कि कोड्सइनकोस द्वारा बताया गया है, क्वांटम कंप्यूटर एक बार में सभी संभावनाओं के आयामों पर काम करता है। तो एक 3 क्विट क्वांटम रजिस्टर की कल्पना करें, इसके लिए एक सामान्य स्थिति इस तरह दिखने के लिए:
ए 1 000 = + ए 2 | 001> + ए 3 | 010> + ए 4 | 011> + ए 5 | 100> + ए 6 | 101> + ए 7 | 110> + ए 8 | 111>
यह सभी संभावित संयोजनों का एक सुपरपोजिशन है। इससे भी बदतर यह है कि उन संभावनाओं के आयाम जटिल संख्या हैं। तो एक एन-क्विब रजिस्टर के लिए 2^(2 * एन) वास्तविक संख्या की आवश्यकता होगी। तो 32 क्विबिट रजिस्टर के लिए, यह 2^(2 * 32) = 18446744073709551616 वास्तविक संख्या है।
और जैसा कि कोडइंकोस ने कहा, उन राज्यों को बदलने के लिए उपयोग की जाने वाली एकता मैट्रिस संख्या संख्या है। उनका आवेदन एक डॉट उत्पाद है ... कम से कम कहने के लिए वे कम्प्यूटेशनल रूप से महंगा हैं।
Wikipedia राज्य के रूप में:
एक शास्त्रीय कंप्यूटर सकता है सिद्धांत रूप में (घातीय संसाधनों के साथ), एक क्वांटम एल्गोरिथ्म अनुकरण के रूप में क्वांटम गणना चर्च-ट्यूरिंग थीसिस का उल्लंघन नहीं करता।
Quipper क्वांटम कम्प्यूटिंग, हास्केल में लागू मैं ऐसे Deutsch, Deutsch-Jozsa, साइमन के, शोर के एल्गोरिदम के रूप में कई QC एल्गोरिदम के व्यवहार अनुकरण experince है और यह बहुत सीधा है के लिए पूर्ण विकसित सिमुलेशन EDSL है।
मेरा जवाब हां में है:
आप क्वांटम मशीन एल्गोरिथ्म
D-Wave quantum machine का अनुकरण के लिए एक तकनीक quantum annealing कहा जाता है का उपयोग करके एक लंबी मशीन के व्यवहार अनुकरण कर सकते हैं। इस एल्गोरिदम की तुलना simulated annealing एल्गोरिदम से की जा सकती है।
संदर्भ:
3. Optimization by simulated annealing: Quantitative studies
एक और कारण है कि क्वांटम गणना के शास्त्रीय सिमुलेशन मुश्किल है: ट्रैक रखने के लिए एक एन-qubit गेट के प्रत्येक कार्य के बाद पता करने के लिए चाहते हो सकता है (एन> 1) क्या आउटगोइंग क्विट उलझन में हैं या नहीं। यह वर्गीकृत रूप से गणना की जानी चाहिए लेकिन एनपी-हार्ड होने के लिए जाना जाता है।
यहाँ देखें: https://stackoverflow.com/a/23327816/363429
फिर भी एक और कारण है कि क्वांटम कंप्यूटिंग के शास्त्रीय सिमुलेशन मुश्किल है: आप लगभग पूर्ण की जरूरत है - संभव के रूप में अर्थात रूप में एकदम सही - यादृच्छिक संख्या जनरेटर माप अनुकरण करने के लिए।
भाषाओं, ढांचे और सिमुलेटर की एक बड़ी सूची है। कुछ क्वांटम समीकरणों के निम्न स्तर पर अनुकरण करते हैं, अन्य केवल द्वार।
यह उनकी क्षमताओं और उपयोग की सुगमता पर अपनी राय जानना बहुत अच्छा होगा।
https://quantumcomputingreport.com/resources/tools/ https://github.com/topics/quantum-computing?o=desc&s=stars
आप अभी भी इसके लिए खोज रहे हैं, ऐसे ही एक खबर हाल ही में गूगल के इंजीनियरों द्वारा किए गए सिम्युलेटर: http://qcplayground.withgoogle.com/#/home Quantiki भी एक सूची http का कहना है: //www.quantiki.org/wiki/List_of_QC_simulators – nha
Google का सिम्युलेटर कम्प्यूटेशंस (और, ज़ाहिर है, परिणामों को प्रदर्शित करने के लिए) करने के लिए जीपीयू का उपयोग करता है। एक वेब ऐप IMHO के लिए बहुत साफ :) –
शायद यह आपकी समस्या का समाधान है http://tph.tuwien.ac.at/~oemer/qcl.html – Asar