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我经历了一段对量子计算机如何工作以及如果它们变得实用可能有什么好处感兴趣的时期。我知道他们被谈论破解密码。我感兴趣的是通过基本上尝试所有可能的输入（并行）并查看是否达到任何错误状态来使用它们来验证软件。

我知道这有点天方夜谭，但我想知道其他人是否对量子计算机感兴趣，它们是如何工作的，以及它们有什么用处。

补充：只是为了好玩，让我抛出一个迷你教程：

假设你有 N 位内存可以玩。假设您可以使用输入数据加载这些位（或其中一些位）。然后假设您可以对它们执行有限的操作序列（不使用任何额外的内存），将答案留在其中。

要使用量子计算机执行此操作，您只需确保整个计算是可逆的，通过保留一些位来记录您采用的分支，以便您可以撤消它们。如果这样做，那么所有操作都可以写成 N 位上的简单酉矩阵变换。（酉变换是 N 维坐标系中的纯旋转。）因此执行计算包括在位向量上应用一系列纯旋转。

如果你这样做，那么如果 N 位向量在量子计算机中，它可以被初始化为所有 2^N（或更少）可能的输入在“平行宇宙”中同时叠加的状态。然后，如果您进行计算，它会同时进行所有计算。

现在，要查看其中一个输入是否为您提供特定答案，您所要做的就是让它运行到特定状态。如果你停止它并检查状态，它所做的就是随机选择一个宇宙并丢弃所有其余的。因此，Grover 算法让你做的是，在不停止它的情况下，强调具有答案状态的宇宙的概率。然后你向前运行它，然后向后运行，然后向前运行，以此类推进行多次迭代，直到答案宇宙具有非常高的概率。然后如果你检查它，你很有可能看到你想要的答案。

呼...

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在大学的符号 AI 模块中，我被要求就某个主题向全班做一个小型演示，我的主题是 AI 应用程序。我在本次演讲中的主题是人工智能中的量子计算。

如果我在这里写的信息是过时的/错误的/糟糕的，不要太生气。我只是一所蹩脚大学的二年级 CS 学生，大部分细节都依赖他的记忆。

量子计算的力量似乎在于它能够以惊人的速度处理事物（如果我没记错的话，由于它的感知状态）。这显然将彻底改变安全性，因为白帽和黑帽黑客将抓住机会开发和压力测试各种安全系统方法。如果您对物理感兴趣，那么这就是您的主题！如果您想了解更多关于量子计算机如何通过使用算法分解大数来实现安全性的信息，请阅读 Peter Shor 的这篇论文。

它的力量来自量子比特和一种称为量子干涉的技术。我可以花一整天的时间谈论它，但你最好阅读一下双缝实验，看看量子计算是如何工作的。

传统计算机妥协了逻辑门，而量子计算机有自己的。由于许多此类计算机已被构建（硬连线）以解决某些问题，因此针对不同的问题提出了许多不同的 QLG（量子逻辑门）。在功能上，量子网络是使用这些门以一种称为门阵列的方法形成的。如果您需要这方面的更多信息，那么 Ekert 论文就是您的最佳选择。

请注意，表示超级位置的传统方法是在 2^n 维希尔伯特空间（其中 n 是量子比特的数量）中作为单位逆变向量（每个量子比特一个）。门被定义为旋转这些宇宙并不可避免地改变量子比特。一个这样的门是Hadamard Gate。

量子人工智能有光明的未来，但不会很长。许多学者将量子计算视为计算的遥远未来，类似于查尔斯巴贝奇如何看待他的机器。

对不起，如果这个答案有点失控。

于 2009-01-10T17:23:26.097 回答
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澄清一下，您那里的链接讨论了有限状态机的验证。这在硬件市场可能是一件好事，但从那里到软件验证，路还很长。

特别是，软件至少在堆栈自动机上运行，​​如果不是在图灵机上运行的话。

此外，没有手动抽象的软件验证（a-la 模型检查）将需要您解决停机问题。充其量，量子计算机可以将您从 NP 带到 P，它不会将您从 RE 带到 R。即使您并行运行任何无限项，您通常也无法确定程序是否结束。尽管对于某些可以运行的程序来说，这是可能的。

无论哪种方式，我都会等到我首先看到在普通计算机上运行的操作系统。我只能想象量子计算的 GPF ......“宇宙执行了非法行为，现在将内爆”或类似的东西。

于 2009-01-10T17:32:56.453 回答
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我有点兴趣，因为我对所有科学都感兴趣，但老实说，我没有花一点时间深入研究它们，也没有想过如何将它们应用于我研究的问题。关于我们如何应用我们今天使用的冯诺依曼式架构，我还有很多东西要学习。

也许多核和大规模并行化是解决这类问题的半步。但我只是在那个方向爬行。

我不知道如何对它们进行编程以获得任何有用的东西。

Connection Machine 和 Long Now 成名的 Danny Hillis 使用机器编写了一种排序算法，该算法使用遗传技术进行了优化。我想知道重新审视这样的事情是否是一个值得的问题？或者也许是一个稳定、更快的线性代数解决方案？

你的问题是反问吗？您是否可以使用这样的机器，近期计划尝试您的想法？

于 2009-01-10T17:03:06.653 回答
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链接：http ://www.dwavesys.com/index.php?page=applications

于 2009-01-10T17:04:38.473 回答
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你在开玩笑吗？

If half of what David Deutsch says is right this will be either the end of encryption or the end of encryption-breaking, and will make the central problems in chemistry, physics, and nano-tech knowing the question not finding the answer.

于 2009-01-10T17:34:32.347 回答