Bisakah model pemrograman yang tersimpan diterapkan ke Komputer Quantum?

8

Model komputer pemrograman yang tersimpan adalah tempat memori pusat digunakan untuk menyimpan instruksi dan data tempat mereka beroperasi. Pada dasarnya semua komputer klasik masa kini yang mengikuti arsitektur von Neumann menggunakan model pemrograman yang tersimpan. Selama pelaksanaan program, CPU membaca instruksi atau data dari RAM dan menempatkannya di berbagai register seperti Instruction Register (IR) dan register tujuan umum lainnya.

Pertanyaan saya adalah apakah model pemrograman yang tersimpan seperti itu dapat diterapkan pada Komputer Quantum atau tidak, karena karena teorema no-kloning tidak mungkin untuk mengkloning keadaan kuantum sewenang-wenang.

Ini berarti bahwa jika kita memiliki beberapa qubit dalam kondisi tertentu yang disimpan dalam register memori maka karena teorema no-kloning, prosesor Komputer Quantum tidak akan dapat membaca atau menyalin qubit-qubit tersebut dari memori ke beberapa register internal.

K Sarkar
sumber

Jawaban:

3

Ya, Anda dapat menyandikan program ke dalam qubit Anda dengan cara yang persis sama seperti Anda menyandikan program menjadi bit dan kemudian menjalankan sirkuit yang menafsirkan program. Orang mungkin berharap bahwa Anda dapat menyandikan program dengan cara mewah yang efisien secara eksponensial, tetapi di Mike & Ike mereka membuktikan itu tidak mungkin. Karena tidak ada keuntungan eksponensial, dan karena operasi yang diperlukan untuk membaca dan mendekode program miliaran waktu lebih mahal pada komputer kuantum, Anda ingin menyimpan program di komputer kontrol klasik di hampir semua kasus.

Craig Gidney
sumber
"Pertanyaan saya adalah apakah model pemrograman yang tersimpan seperti itu dapat diterapkan pada Komputer Quantum atau tidak, karena karena teorema no-kloning tidak mungkin untuk mengkloning keadaan kuantum yang sewenang-wenang." Jawaban Anda tampaknya "ya modelnya dapat diterapkan" tetapi tanpa referensi ke bagian "sejak" dari pertanyaan. Bisakah Anda memberi tahu si penanya mengapa keyakinannya bahwa teorema no-kloning akan membuat jawaban "tidak", itu salah?
user1271772
@ user1271772 Teorema tanpa kloning tidak berlaku untuk qubit yang berada dalam kondisi diketahui, atau dalam keadaan basis dari basis ortonormal yang diketahui seperti basis komputasi. Jadi, Anda dapat menyandikan program ke status dasar komputasi. Batasan "tanpa efisiensi eksponensial" yang saya sebutkan dapat dianggap terkait dengan teorema no kloning.
Craig Gidney
1
@ user1271772 Jika status adalah status dasar komputasi, Anda dapat mengukurnya tanpa mendekorasinya dan umumnya membuat semua salinan yang Anda inginkan.
Craig Gidney
1
Anda mengatakan bahwa "Orang mungkin berharap bahwa Anda dapat menyandikan program dengan cara mewah yang efisien secara eksponensial" tetapi Mike & Ike membuktikan itu tidak mungkin. Ini mencakup bagian "instruksi" dari "Selama eksekusi program, CPU membaca instruksi atau data dari RAM" tetapi bukan bagian "data". Menurut jawaban @Peter Shor memiliki instruksi dalam superposisi "adalah urutan besarnya lebih sulit secara eksperimental daripada hanya memiliki memori dalam superposisi," tetapi bagaimana dengan gagasan memiliki data dalam superposisi memori? Anda harus menyalin status superposisi dari RAM ke IR. Pelanggaran NCT?
user1271772