Kami hadir dengan komputasi kuantum , dengan bahasa kuantum yang mengantisipasi komputer kuantum perangkat keras kini tersedia di level tinggi dan rendah untuk komputer kuantum tersimulasi. Komputasi kuantum membawa fungsi-fungsi dasar baru seperti belitan dan teleportasi qubit, pengukuran qubit, dan pengenaan superposisi pada qubit.
Apa jenis masalah statistik yang mungkin mendapat manfaat dari perhitungan kuantum?
Sebagai contoh, akankah komputer kuantum menyediakan lebih banyak generasi nomor acak yang benar-benar ada di mana-mana? Bagaimana dengan generasi nomor pseudorandom murah secara komputasi? Akankah komputasi kuantum membantu mempercepat konvergensi MCMC, atau memastikan batas atas pada waktu konvergensi? Apakah akan ada algoritma kuantum untuk estimator berbasis pengambilan sampel lainnya?
Ini adalah pertanyaan luas, dan jawaban yang dapat diterima juga akan luas, tetapi pujian jika mereka membedakan komputasi kuantum dan klasik. (Jika ini pertanyaan yang terlalu luas , tolong bantu saya membuatnya menjadi pertanyaan yang lebih baik.)
sumber
Jawaban:
Metode brute force kemungkinan besar menguntungkan karena apa itu komputasi kuantum. Mengapa? Salah satu penjelasan fisik yang mungkin dari jalur bola baseball bernada adalah bahwa semua jalur kuantum yang mungkin secara otomatis dieksplorasi dan jalur pengeluaran energi paling sedikit, yaitu jalur dengan hambatan paling rendah, dipilih, dan semua yang dilakukan tanpa harus membangun kalkulator ; perhitungannya tidak terlukiskan. Generalisasi; alam dapat dilihat sebagai kalkulator kuantum. Jadi masalah-masalah yang serupa, yang melakukan optimasi, seperti minimalisasi regresi dari beberapa kriteria adalah bahwa goodness of fit atau lainnya (goodness of fit, dalam beberapa kasus, keliru) adalah orang-orang yang akan mendapat manfaat.
BTW, langkah menengah; iterasi, dalam optimasi tidak akan dihitung, hanya hasil akhir, sama seperti ketika lapangan baseball terjadi. Artinya, hanya jalur sebenarnya dari bola baseball terjadi, jalur alternatif secara otomatis dikecualikan. Namun, satu perbedaan antara implementasi statistik dan peristiwa fisik adalah bahwa kesalahan perhitungan statistik dapat dibuat sekecil yang diinginkan dengan meningkatkan ketepatan secara sewenang-wenang, (misalnya, ke 65 tempat desimal), dan ini biasanya tidak dapat dicapai secara fisik. . Misalnya, bahkan mesin pelempar tidak akan melempar bola ke jalur yang persis sama.
sumber
Saya menyukai jawaban di atas dengan bisbol. Tetapi saya akan berhati-hati tentang apa yang mungkin dilakukan komputasi kuantum dengan baik.
Sepertinya itu bisa dilakukan dengan sangat baik pada hal-hal seperti cracking skema kriptografi dan sejenisnya: mampu melapiskan semua solusi dan kemudian runtuh ke yang sebenarnya mungkin berjalan cukup cepat.
Tetapi pada 1980-an - yang sudah lama sekali - ada perusahaan yang sangat terkenal bernama Thinking Machines. Lihat artikel ini: https://en.wikipedia.org/wiki/Thinking_Machines_Corporation
Seluruh ide memiliki aroma komputasi kuantum. Ini memanfaatkan pengaturan hypercube n-dimensi. Bayangkan, jika Anda mau, empat mikroprosesor (sangat sederhana) terhubung dalam kotak. Masing-masing dapat melakukan perhitungan, kemudian membagikan hasilnya dengan prosesor sebelum (berlawanan arah jarum jam), setelah itu (searah jarum jam), atau berlawanan dengan itu (melintasi). Selanjutnya bayangkan 8 prosesor dalam kubus yang dapat memperluas konsep itu menjadi tiga dimensi (setiap prosesor sekarang dapat berbagi outputnya dengan satu atau lebih dari 7 lainnya: 3 sepanjang simpul kubus; tiga melintasi permukaan kotak, prosesor adalah bagian dari, dan satu diagonal dalam 3-ruang).
Sekarang ambil ini, untuk mungkin 64 prosesor dalam hypercube 6 dimensi.
Ini adalah salah satu ide terpanas saat itu (bersama dengan mesin Lisp 34 bit berdedikasi yang dikeluarkan Symbolics, dan sistem memori cache-only yang agak aneh yang dikeluarkan oleh Kendall Square Research - keduanya memiliki halaman wikipedia yang layak dibaca).
Masalahnya adalah hanya ada satu, dan hanya satu algoritma yang benar-benar bekerja dengan baik pada arsitektur TM: Fast Fourier Transform menggunakan apa yang disebut "Algoritma Shuffle Sempurna". Itu adalah wawasan jenius tentang bagaimana menggunakan teknik topeng biner, algoritma yang dipesan lebih dahulu, dan arsitektur untuk memproses paralel FFT dengan cara yang cerdas dan cepat. Tapi saya tidak berpikir mereka pernah menemukan satu kegunaan lain untuk itu. (lihat pertanyaan terkait ini: /cs/10572/perfect-shuffle-in-parallel-processing )
Saya sudah cukup lama menyadari bahwa teknologi yang tampak cemerlang dan kuat seringkali berakhir dengan tidak menyelesaikan masalah (atau cukup banyak masalah) untuk membuatnya berguna.
Ada banyak ide cemerlang pada saat itu: TM, Symbolics, KSR, serta Tandem (pergi) dan Stratus (luar biasa, masih hidup). Semua orang berpikir perusahaan-perusahaan ini - setidaknya beberapa dari mereka - akan mengambil alih dunia dan merevolusi komputasi.
Tapi, sebaliknya, kami punya FaceBook.
sumber
Pada halaman 645 " Kimia Fisika: Konsep dan Teori " Kenneth S. Schmitz menjelaskan:
Sistem makroskopik dapat dianalisis dengan metode klasik, seperti yang dijelaskan oleh halaman Wikipedia:
Tidak. Anda tidak perlu komputer untuk menghasilkan angka acak yang benar , dan menggunakan komputer kuantum untuk melakukannya akan menjadi pemborosan besar sumber daya tanpa peningkatan keacakan.
ID Quantique memiliki kartu SoC, stand-alone, dan PCIe yang tersedia untuk dijual mulai dari U $ 1200 hingga U $ 3500 . Ini sedikit lebih dari foton bepergian melalui cermin semi-transparan, tetapi memiliki sifat acak kuantum yang cukup untuk lulus AIS 31 ("Kelas fungsionalitas dan metodologi evaluasi untuk generator nomor acak (fisik) acak - Versi 3.1 Sept 29 2001" .PDF ). Beginilah cara mereka menggambarkan metode mereka:
Sistem yang lebih cepat (1 Gbit / d) ditawarkan oleh QuintessenceLabs . Generator nomor acak kuantum mereka "qStream" sesuai dengan NIST SP 800-90A dan memenuhi persyaratan rancangan NIST SP 800 90B dan C. Ini menggunakan dioda terowongan Esaki . Produk mereka baru dan harga belum tersedia untuk umum.
Juga tersedia sistem dari Comscire untuk beberapa ratus hingga beberapa ribu dolar. Mereka PCQNG dan pasca-kuantum RNG metode dan paten dijelaskan di situs web mereka.
Quantum Numbers Corp telah mengembangkan perangkat berukuran chip untuk dengan cepat (1 Gb / d) menghasilkan angka acak kuantum yang mereka klaim akan segera tersedia.
Jika yang Anda maksud "murah secara komputasi" seperti dalam beberapa instruksi dan eksekusi cepat = ya.
Jika Anda maksudkan bahwa komputer mana pun adalah sarana yang murah untuk menghasilkan angka acak benar = tidak.
Properti apa pun yang diterapkan QRNG tidak akan menghasilkan angka acak semu .
Saya akan membiarkan orang lain mengambil celah itu untuk saat ini.
Mungkin.
Harap edit dan tingkatkan jawaban Wiki ini.
sumber