Заранее извиняюсь, если мой вопрос покажется некорректным. Я разработчик программного обеспечения, и ни квантовая механика, ни физика не являются моей специализацией.
Из http://physics.about.com/od/quantumphysics/f/quantumcomp.htm :
Точный физический механизм работы квантового компьютера несколько теоретически сложен и интуитивно тревожен. В общем случае это объясняется многомировой интерпретацией квантовой физики, когда компьютер производит вычисления не только в нашей Вселенной, но и в других вселенных одновременно, а различные кубиты находятся в состоянии квантовой декогеренции.
И с http://www.cs.man.ac.uk/~toby/writing/PCW/q2.htm :
Удивительная мощь квантового компьютера проистекает из того факта, что если у вас есть набор кубитов — регистр, — в котором каждый кубит находится в неопределенном состоянии, то регистр фактически представляет все возможные числа одновременно. Если вы затем выполните одно вычисление для регистра, вычисление будет работать одновременно со всеми возможными числами. Дэвид Дойч объясняет этот процесс, используя идею параллельных вселенных — хотя мы видим только один регистр в нашей вселенной, на самом деле он существует и во многих других вселенных, по одному для каждого из возможных состояний. Оперируя регистром в нашей вселенной, мы запускаем вычисления во всех других невидимых вселенных, а затем волшебным образом получаем ответ.
Предполагая, что интерпретация мультивселенной квантовой механики верна, означает ли это, что квантовый компьютер способен рассматривать все возможные решения проблемы одновременно, поскольку делегирует рассмотрение (вычисления) каждого возможного решения другой вселенной?
«Предположим, что мультивселенная интерпретация квантовой механики верна, означает ли это, что квантовый компьютер способен рассматривать все возможные решения проблемы одновременно, поскольку делегирует рассмотрение (вычисления) каждого возможного решения другой вселенной?»
Это близко к истине, но есть важные оговорки. Квантовый компьютер может поместить регистр в состояние, в котором, если вы измерите наблюдаемую, в которой хранится результат, после измерения будет несколько ваших версий, и каждая версия увидит другой результат. Если вы действительно измеряете регистр таким образом, то вычисление не будет работать. Получение правильного результата зависит от информации, которая присутствует только в том, как все различные версии связаны друг с другом. Если вы распространите эту информацию, то она больше не будет присутствовать только в регистре, и никакая операция только с регистром не даст правильного ответа, поэтому вычисления не будут работать. Таким образом, вы получите правильный ответ только в том случае, если не будете различать несколько версий, по одной для каждого значения регистра.
Кроме того, поскольку получение правильного ответа предполагает взаимодействие нескольких версий регистра, неправильно говорить, что регистр разделяется на параллельные вселенные: то, что происходит внутри компьютера, гораздо сложнее, см.
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0104033 .
См. также «Ткань реальности» и «Начало бесконечности» Дэвида Дойча.
Идея несколько надуманная, но хорошая. Знаете ли вы, что был построен квантовый компьютер, способный работать при комнатной температуре? (Только на 39 минут) Что ж, отвечаю на ваш вопрос: квантовые компьютеры используют теорию квантовой механики, согласно которой ничто не определено и все может существовать в нескольких состояниях. Например, квантовая механика предсказывает, что кошка может быть и мертвой, и живой одновременно. Трудная концепция для понимания, но это то, что она говорит. Квантовые компьютеры, в отличие от обычных компьютеров, имеют «кибиты», которые могут существовать как 0, 1 и суперпозиция 0 и 1 (следовательно, они могут существовать как 1 и 0 одновременно). Всего есть состояния, в которых может существовать quibit.
Так что же делает квантовые компьютеры такими быстрыми? Они могут решить задачу, требующую 100 шагов, то есть 100 битов в обычном компьютере, за 1 шаг, используя один «кибит», поскольку этот один кибит может существовать во всех этих 100 состояниях одновременно. Еще одно фундаментальное свойство заключается в том, что квантовые компьютеры используют сложные алгоритмы для решения даже самых простых вопросов. Эти алгоритмы, управляемые программным обеспечением компьютера, являются программным обеспечением компьютера. На этих алгоритмах и основан компьютер. Алгоритмы никогда не дают окончательного ответа на вопрос, поскольку квантовая механика говорит, что на вопрос нет однозначного ответа. Скорее он вычисляет ответ с наибольшей вероятностью и принимает его за правильный ответ.
Также помните, что квантовая механика сама по себе не предсказывает существование множественных вселенных, а теория множественных вселенных была создана для интерпретации теории квантовой механики. Нет необходимости говорить, что расчеты существуют в нескольких вселенных, поскольку квантовая механика утверждает, например, что электрон может существовать в двух местах одновременно в нашей вселенной. То же самое может произойти и с кибитом, он может находиться в двух состояниях одновременно, что значительно сокращает количество шагов и время, необходимое для вычислений.
Похоже, вы спрашиваете, можем ли мы клонировать кубиты во время вычислений, не затрагивая исходные кубиты. Это было бы полезно, но оказалось невозможным. Она называется теоремой о запрете клонирования и является фундаментальной для квантовой механики. Никакая интерпретация квантовой механики не может обойти это.
Нефенте
Мармеладные мишки
Нефенте
Мармеладные мишки