Sind Quantencomputer nur eine Variante von Analogcomputern der 50er und 60er Jahre, die viele noch nie gesehen oder benutzt haben?

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In der aktuellen Frage "Ist Quantencomputing nur ein Kinderspiel ? " Gibt es viele Antworten zu den Verbesserungen der Quantenfähigkeiten, alle konzentrieren sich jedoch auf die aktuelle "digitale" Computeransicht der Welt.

Analoge Computer der alten Zeit konnten viele komplexe Probleme simulieren und berechnen, die zu ihren Betriebsarten passten, die für viele Jahre nicht für digitale Berechnungen geeignet waren (und einige sind immer noch "schwierig"). Vor den Kriegen (~ I & II) galt alles als 'Uhrwerk' mit mechanischen Türkenhirnen. Sind wir in dieselbe Bandwagon-Falle geraten, die immer wieder auftaucht (es gibt keine Tags, die mit "analog" zusammenhängen)?

Welche Arbeiten wurden durchgeführt, um Quantenphänomene auf analoges Rechnen abzubilden und aus dieser Analogie zu lernen? Oder ist das alles ein Problem von Leuten, die keine wirkliche Ahnung haben, wie sie die Bestien programmieren sollen?

classical-computing programming adiabatic-model technologies Philip Oakley
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Ich stellte eine ähnliche Frage: quantumcomputing.stackexchange.com/questions/2595/…
Steven Sagona
Ich möchte nur klarstellen, dass dies die potenzielle Unterscheidung zwischen netzwerkbasierten analogen Computern mit bidirektionalen Verbindungen und verstärkerbasierten analogen Computern mit rückkopplungsbasierten (langsamen und trägen) Verbindungen ist. Es ist die Geschwindigkeit um die Knoten und das Bodenrauschen, das die miteinander verbundenen Knoten in ihren Endzustand treibt. Es fühlt sich einfach so an, als wäre 'Quantum' nur eine Methode zur Miniaturisierung und Beschleunigung ...
Philip Oakley,

Antworten:

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Hier ist eine kurze Liste bemerkenswerter Unterschiede zwischen Analog- und Quantencomputern:

  1. Analoge Computer können die Bell-Tests nicht bestehen.

  2. Der Zustandsraum eines analogen Computers mit N Schiebereglern ist N-dimensional. Der Zustandsraum eines Quantencomputers mit N Qubits ist dimensional.2N

  3. Bei der Fehlerkorrektur eines analogen Computers handelt es sich um einen digitalen Computer (dh nicht mehr grundsätzlich analog). Quantencomputer sind nach der Fehlerkorrektur immer noch Quantencomputer.

  4. Analoge Computer reagieren nicht auf Dekohärenzfehler. Sie brechen nicht, wenn Sie versehentlich Kopien der Daten erstellen. Quantenberechnungen brechen in diesem Fall ab.

  5. Analoge Computer können Shors Algorithmus nicht (effizient) ausführen. Oder Grovers Algorithmus. Oder im Grunde irgendein anderer Quantenalgorithmus.

Craig Gidney
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Das verwirrt mich. Sie scheinen anzunehmen, dass "analog" und "quantum" zwei verschiedene Dinge sind, aber in Wirklichkeit schließen sie sich nicht gegenseitig aus: Sie haben (1) analog-klassisch (2) analog-quantum (3) digital-klassisch (4) digital-quantum. So zum Beispiel, „Analogrechner“ können Bell - Tests bestehen , wenn sie analoge Quantencomputer sind. Gleiches gilt für den Rest Ihrer Punkte.
user1271772
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@ user1271772 Im Zusammenhang mit der Frage ist klar, dass ich mich auf klassische analoge Computer beziehe.
Craig Gidney
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Welche Arbeiten wurden durchgeführt, um Quantenphänomene auf analoges Rechnen abzubilden und aus dieser Analogie zu lernen?

Ein Startplatz (mit vielen guten Referenzen) über analoges Quantencomputing (auch als „Quantenanalogrechen“ bekannt und „continuous variable Quanten - Computing“) zu lernen , ist hier . Beachten Sie, dass analoges klassisches Computing aus einem ähnlichen Grund wie in meiner Antwort auf diese Frage nicht so leistungsfähig ist : Quantencomputer (ob digital oder analog) können die Vorteile der Quantenverschränkung nutzen.

Sind wir in dieselbe Bandwagon-Falle geraten, die immer wieder auftaucht (es gibt keine Tags, die mit "analog" zusammenhängen)?

Viele Menschen haben dies leider und dies könnte ein Grund dafür sein, dass "adiabatisches Quanten-Computing" in den Anfangsjahren (und auch heute noch) nicht den Respekt fand, den es verdient hatte. Adiabatisches Quanten-Computing ist eine spezielle Art des analogen Quanten-Computing, die sicherlich eine Markierung für diesen Stapelaustausch und eine ganze Reihe von Fragen aufweist (aber meiner Meinung nach nicht genug). Es wurde bewiesen, dass "adiabatisches Quantencomputing", das vollständig analog ist und keine Tore enthält , alles kann, was ein digitaler Quantencomputer kann Mit der gleichen Recheneffizienz sind zwar viele Menschen im Bereich des Quantencomputers in die Falle des „Alles Digitale“ geraten, aber einige schätzen das analoge Quantencomputing (zum Beispiel das adiabatische Quantencomputing).

user1271772
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Vielen Dank für die zusätzlichen Tags, die Links und die Terminologieklärung. Für mich selbst habe ich elektrische Maschennetze mit Quantennetzen verglichen, in denen die elektronischen Netze in der Vergangenheit genauso wie heute "augenblicklich" waren und beide eine ähnliche Physik auf ihrer Seite haben.
Philip Oakley
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Sind Quantencomputer nur eine Variante von Analogcomputern der 50er und 60er Jahre, die viele noch nie gesehen oder benutzt haben?

Nein sind sie nicht.

Der digitale vs. analoge Faktor spielt hier keine Rolle, der Unterschied zwischen Quanten- und klassischen Geräten liegt auf einer grundlegenderen Ebene.

Ein Quantengerät kann im Allgemeinen von einem klassischen Gerät nicht effizient simuliert werden, sei es "analog" oder "digital" (oder zumindest wird dies stark angenommen). In diesem Sinne unterscheiden sich Quantencomputer grundlegend von allen Variationen klassischer analoger Computer oder anderen Formen des klassischen Rechnens.

Tatsächlich sind die am weitesten verbreiteten Architekturen für das Quantencomputing, die auf Mengen von "Qubits" arbeiten, die Quantengegenstücke der klassischen Digitalcomputer . Analoge Geräte haben auch ihre Quanten-Gegenstücke (siehe zum Beispiel stetig variable Quanteninformationen ).

glS
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Der Aspekt, den ich im Sinn hatte, war die Art und Weise, wie Interaktionen gesehen werden. Im digitalen Bereich gibt es eine vermutete Gewissheit, während im analogen Bereich "Rauschen" (Fluktuation, Wahrscheinlichkeit, ..) auftritt. Es ist das letztere, als das Quantum dargestellt wird, daher der Vorschlag meines Q (und es gibt nur noch wenige, die sich wirklich an solche analogen Methoden erinnern!)
Philip Oakley
@PhilipOakley Ich bin mir nicht sicher, ob ich das verstehe. In letzterem Fall wird Quantum in der Regel als <- ich verstehe diesen Satz nicht
glS
Das "Letztere" (für QM) sind "Wahrscheinlichkeitsverteilungen" und dergleichen. Rauschen in einem analogen System ist also ein mehrdimensionales Wahrscheinlichkeitsproblem (nach Shannon), und Qubits scheinen ein ähnliches mehrdimensionales Wahrscheinlichkeitsproblem zu sein, daher die Ähnlichkeit der konzeptuellen Abstraktionen. Ein wesentlicher Unterschied ist die räumliche Ausdehnung, so dass analoge Netze der alten Mode selten zu einem MHz-BW und Millisekunden-Antworten über cm gelangten, aber QM hofft auf viel höhere Frequenzen über Mikrometer und weniger.
Philip Oakley
Qubits scheinen ein ähnliches mehrdimensionales Wahrscheinlichkeitsproblem zu sein : Aber sie sind nicht wirklich oder zumindest nicht so wie die klassischen analogen Geräte. Ein Qubit kann sich in einem Kontinuum von Zuständen befinden, das stimmt, aber jedes Mal, wenn Sie es messen, beobachten Sie es immer an einer von zwei Positionen, sodass es sich grundlegend von dem unterscheidet, was Sie klassisch haben. Ein weiterer großer Unterschied besteht darin, dass die Anzahl der möglichen Zustände, in denen Quantensysteme vorliegen können, exponentiell größer ist als im klassischen
Sinne
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Sind wir in dieselbe Bandwagon-Falle geraten, die immer wieder auftaucht?

Was mir aufgefallen ist, ist eher die "alles binäre" Zugfalle. das erinnert mich an das Kochgeheimnis der Oma :

Es war einmal eine Mutter, die ihrer Tochter das Familienrezept für die Herstellung eines ganzen gebackenen Schinkens beibrachte. Es war der allerbeste Schinken, den jemals jemand gegessen hatte, also befolgten sie dieses Rezept immer sorgfältig.

Sie bereiteten die Marinade vor, schnitten die Haut, legten die Gewürznelken ein und traten einen Schritt weiter, den die Tochter nicht verstand.

"Warum schneiden wir die Enden des Schinkens ab?" Sie sagte. "Trocknet es dadurch nicht aus?"

"Weißt du, ich weiß nicht", sagte die Mutter. "So hat es mir Oma beigebracht. Wir sollten Oma anrufen und fragen."

Also riefen sie Oma an und fragten: "Warum schneiden wir die Enden des Schinkens ab? Soll die Marinade hineingelassen werden, oder was?"

"Nein", sagte Oma. „Um ehrlich zu sein, habe ich die Enden abgeschnitten, weil meine Mutter es mir beigebracht hat. Ich habe den Marinadenschritt später hinzugefügt, weil ich mir Sorgen gemacht habe, dass der Schinken austrocknet.

Also riefen sie die Einrichtung für betreutes Wohnen an, in der Großmutter lebte, und die alte Frau hörte auf ihre Fragen und sagte dann.

"Oh, um Himmels willen! Ich habe die Enden abgeschnitten, weil ich keine Pfanne hatte, die groß genug für einen ganzen Schinken war!"

Ich habe kürzlich über Qubytes nachgedacht und mich gefragt, ob sie wirklich als 8 Qubits definiert werden müssen. Ein 8-Level-Quantensystem (Qunit) hätte einen 8-dimensionalen Raum und könnte theoretisch ein Byte (8 Bits) codieren. Ist das eine bessere Definition eines Qubytes (Quantenbyte)?

Oder ist das alles ein Problem von Leuten, die keine wirkliche Ahnung haben, wie sie die Bestien programmieren sollen?

meowzz
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Ich würde zustimmen, dass das "Alles Binär / Digital" zu einem Mantra geworden ist, in das viele eingebettet sind (das dann oben ist). Wir erklären Gehirne und alles, als wäre es wie ein Computer. In den frühen Tagen der Elektronik gab es eine Zeit, in der seine Theorien / Techniken auf große analoge Themen wie Widerstandsnetze (Impedanznetze) angewendet werden konnten. Es ist größtenteils derselbe alte Maxwell, abgesehen von der falschen (? ;-) Gibbs-Formulierung, die QM verwendet, also ist vielleicht ein bisschen Provokation über ein bisschen Querdenken angebracht. Sehen Sie sich für das 'Byte' die Baudrate an, bei der es sich nicht um die Bitrate handelt.
Philip Oakley
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'Symbolraten' - schön! Ich denke, das binäre Problem geht alles als Computer voraus. Siehe: der Baum der Erkenntnis von Gut und Böse; P
meowzz
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Schauen Sie sich für den achten Raum C Fureys Doktorarbeit "Standardmodellphysik aus einer Algebra?" und die zweiminütigen YouTube-Vorlesungen an. Hat viel Plausibilität in Bezug auf unseren Bedarf für eine Mathematik Wissenschaft darzustellen .. (kann Dinge werden Voodoo Mathematik nicht zulassen / Wissenschaft - andere Theologien verfügbar)
Philip Oakley