2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8  След.
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение13.08.2019, 13:35 
Заслуженный участник


21/08/10
2462
realeugene в сообщении #1410122 писал(а):
сложная логическая схема без обратных связей и памяти, вычисляющая следующее состояние регистра по предыдущему его состоянию и состоянию входов.


Запись этого нового состояния в регистр -- это и есть обратная связь. Конечный автомат без обратной связи не делается. Но, естественно, эта обратная связь может быть всего одна (многоразрядная). Выше я описал как раз такую простенькую схемку. Правда там было два регистра, но это потому, что регистры-защелки. Если взять регистр с записью по фронту, то одна защелка (в принципе все равно какая, но с учетом переходных процессов лучше регистр адреса) запросто выкидывается. Впрочем, регистр с записью по фронту и состоит из двух регистров-защелок. Также очевидно, что ПЗУ может быть реализовано как комбинационная схема, функционально оно и есть такая схема.

Так что вопрос в том, как конечный автомат сделать квантовым. И какую пользу это принесет. Пока, все о чем здесь (и не только здесь?) говорилось про квантовый как бы компьютер, это всего лишь квантовое АЛУ (комбинационная схема), но не квантовый конечный автомат. Т.е. не компьютер.

А чего там признал рынок... Да шел бы этот рынок куда подальше. Мы тут про науку, а не про торгашество (которое в том или ином смысле есть мошенничество всегда).

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение13.08.2019, 13:46 
Заслуженный участник


20/08/14
11872
Россия, Москва
Alex-Yu в сообщении #1410130 писал(а):
А чего там признал рынок... Да шел бы этот рынок куда подальше. Мы тут про науку, а не про торгашество
Поддерживаю! Только давайте тогда и использование "ИИ" запретим на форуме, меня это бесит гораздо больше квантового компьютера ...

Насчёт квантового конечного автомата, мне всё ещё интересно как по Вашему должен называться компьютер из цифрового конечного автомата управления коммутацией (в том числе и динамической, в зависимости от каких-то условий) аналоговой схемы (ОУ, резисторы, конденсаторы, дроссели, диоды, и т.д.), фактически и "обрабатывающей" данные? И нужно ли для правомерности названия "аналоговый компьютер" делать его полностью аналоговым, включая и всё УУ? Я не ради поспорить, мне непонятно как Вы границу проводите.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение13.08.2019, 14:25 
Заслуженный участник


21/08/10
2462
Dmitriy40 в сообщении #1410131 писал(а):
как по Вашему должен называться компьютер из цифрового конечного автомата управления коммутацией (в том числе и динамической, в зависимости от каких-то условий) аналоговой схемы (ОУ, резисторы, конденсаторы, дроссели, диоды, и т.д.), фактически и "обрабатывающей" данные?


Я бы сказал, что это самый обычный цифровой компьютер. Да такие и есть, полно: куча однокристалок с дополнительными аналоговыми "прибамбасами" (компараторами, ЦАП/АЦП, схемы ФАПЧ, ну ОУ не видел, но что это меняет, можно приделать).


Я тут другое подумал. А вообще-то общепринятый "квантовый компьютер" это все же не совсем АЛУ (но чтобы увидеть это надо было поговорить про конечные автоматы и посмотреть на все это с другой стороны, до этого в голову не приходило, принципиальную роль также сыграло замечание realeugene search.php?author_id=73891&sr=posts ). Он же что делает, он квантовое состояние квантового регистра унитарно преобразует и опять записывает в этот регистр. В точности как и классический конечный автомат, который преобразует классическое состояние регистра (вычисляет булеву функцию) и записывает опять же в этот регистр.

Только тогда надо несколько иначе на все это смотреть. Программа --- это не последовательность унитарных преобразований, применяемых к квантовому регистру!!! Унитарное преобразование должно быть вообще одно!!! Точно так же, как в классическом конечном автомате есть только одна булева функция (которую удобно реализовать с помощью ПЗУ, но это ничего не меняет). А программа --- это часть начальных значений, записанных в наш квантовый регистр. Часть кубитов --- исходные данные, часть --- программа. В общем все по фон Нейману, и совсем не так как в Q# :-) Нетривиально, правда, придумать такое унитарное преобразование (единственное!), которое при этом давало бы осмысленную работу всей этой конструкции. Но это все же следующий вопрос. В конце концов, из всех машин Тьюринга только малая их часть делает что-то хоть как-то осмысленное.

Но одна проблема остается совсем не понятной. Как устроить останов такого квантового конечного автомата. Машина Тьюринга (точнее ее конечная аппроксимация конечным автоматом), которая в принципе никогда не останавливается, как-то не очень-то и машина Тьюринга. И в квантовом случае останов намного менее тривиальный вопрос, чем в классическом случае (где состояние всегда можно прочитать, причем без его разрушения, одно из них влечет останов). В квантовом случае нельзя "посмотреть" что там в регистре, в квантовом случае надо сначала остановиться, и только потом можно посмотреть (измерить).

-- Вт авг 13, 2019 19:05:57 --

Alex-Yu в сообщении #1410134 писал(а):
Я бы сказал, что это самый обычный цифровой компьютер. Да такие и есть, полно: куча однокристалок с дополнительными аналоговыми "прибамбасами" (компараторами, ЦАП/АЦП, схемы ФАПЧ, ну ОУ не видел, но что это меняет, можно приделать).



Как-то давно, размышляя о процессорах, я придумал очень забавный процессор. У него только две одноадресные команды (кроме переходов): загрузить аккумулятор и запомнить аккумулятор. Условия переходов тоже по битам аккумулятора. А АЛУ (или еще какой обработчик) вполне имеет право быть при этом внешним устройством на общей шине (там же, где ОЗУ, УВВ и пр). И все будет можно вычислять не хуже (но медленнее) как при обычном процессоре с АЛУ. Баловство, конечно. Но принципиальная возможность такого меня позабавила. Кто скажет, что это не цифровой процессор?

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение13.08.2019, 15:18 
Заслуженный участник


20/08/14
11872
Россия, Москва
Alex-Yu в сообщении #1410134 писал(а):
Я бы сказал, что это самый обычный цифровой компьютер. Да такие и есть, полно: куча однокристалок с дополнительными аналоговыми "прибамбасами" (компараторами, ЦАП/АЦП, схемы ФАПЧ, ну ОУ не видел, но что это меняет, можно приделать).
Простите, но нет: есть разница между сигнальным процессором, обрабатывающим цифровые данные с АЦП и выдающим именно цифру на ЦАП, и полностью аналоговым трактом обработки входных данных (на ОУ). Я бы даже сказал очень большая разница. И чем больше и разностороннее аналоговая схема, тем больше разница. И если я правильно помню, то схемы на ОУ позволяют решать дифференциальные (и видимо интегральные) уравнения существенно быстрее цифровых схем, правда существенно менее точно. Микроконтроллеры с аналоговыми "прибамбасами" тут ни при чём.
Впрочем если это увод темы в сторону, умолкаю.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение13.08.2019, 15:24 
Заслуженный участник


21/08/10
2462
Dmitriy40 в сообщении #1410136 писал(а):
Микроконтроллеры с аналоговыми "прибамбасами" тут ни при чём.



Прочитайте, я выше добавил. Именно после этой истории я начал воспринимать АЛУ и т.п. как внешнее по отношению к процессору устройство. По сути внешнее, конструктивно может быть и встроенным. Можно цифровое АЛУ, можно какой другой обработчик, в т.ч. аналоговый.

Конечно, что как называть -- это условность, не имеющая однозначного решения. Можно так, можно эдак. Мне так кажется естественней. Кому-то иначе.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение13.08.2019, 15:42 
Заслуженный участник


20/08/14
11872
Россия, Москва
Alex-Yu
Дык можно и без аккумулятора и без команд вообще: просто адресный регистр и большое ПЗУ (ОЗУ). Все входные переменные засунуть в биты адреса, все выходные переменные брать с выходов ПЗУ, часть битов адреса брать с выходов ПЗУ. Алгоритм обработки полностью задаётся содержимым ПЗУ (ну и начальным адресом/состоянием конечно). Внутренние переменные сидят в разрядах адресного регистра. Простейший конечный автомат.

Может быть повторюсь, но всё же по мне разница в виде обрабатываемых данных, а не в реализации УУ. Все описываемые Вами КА цифровые, т.к. оперируют лишь цифровыми данными (с АЦП или ещё откуда - не суть). А вот например аналоговый компьютер МН оперирует именно аналоговыми данными, без преобразования в цифровую форму (как делают DSP), с помощью 50-ти ОУ решая дифференциальные уравнения до 10-го порядка. И даже добавка к нему цифрового ОЗУ/ПЗУ с кодами для коммутации этих 50-ти ОУ не превратит его в цифровой компьютер, ИМХО.
Т.е. Вы при классификации цепляетесь к типу УУ, я же предпочитаю цепляться к типам данных.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение13.08.2019, 16:15 
Заслуженный участник


21/08/10
2462
Dmitriy40 в сообщении #1410138 писал(а):
Вы при классификации цепляетесь к типу УУ, я же предпочитаю цепляться к типам данных.


Ну я ж и говорю: одному кажется естественнее так, другому --- эдак. И объективно это не решается. Потому как можно и так, и эдак, условность. Ладно, это все уже сильно в сторону.

Выше я таки придумал (точнее увидел в давно придуманном) квантовый КА, но не знаю, как его остановить.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение13.08.2019, 16:38 
Заслуженный участник


02/08/11
7014
Alex-Yu в сообщении #1410142 писал(а):
но не знаю, как его остановить
По сигналу от слабого измерения определённого кубита? (У меня недостаточно развита интуиция в отношении слабых измерений, чтобы утверждать что это сработает, но достаточно, чтобы заподозрить, что сработает.)

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение13.08.2019, 16:50 
Заслуженный участник


21/08/10
2462
warlock66613 в сообщении #1410145 писал(а):
По сигналу от слабого измерения определённого кубита?



Ну это первое, что приходит в голову. Но даже слабое измерение (частично) разрушает квантовое состояние. Не хочется разрушать! Кстати у классика ( Deutsch, David 1985) про останов написано просто по состоянию специального кубита. Правда, говорится, что ни одна программа не должна НИЧЕГО делать с ЭТИМ битом, кроме остановки. Но меня все равно напрягает постоянное, на каждом такте, измерение этого кубита. Квантовая программа не сможет установить кубит наверняка, только с некоторой не единичной амплитудой. А дальше измерение этого бита будет и на другие биты влиять. И вообще если одни из битов постоянно измеряется, то преобразования уже будут не унитарные. Впрочем, это все надо обдумать.

У этого классика вообще есть странные утверждения. В частности, что перед каждым переходом машина должна оказаться в базисном состоянии. А эти базисные состояния, как я понял, это состояния с определенными значениями каждого бита. Но это по сути классические, а не квантовые состояния! Ну да, если пусть даже и квантовыми средствами делатьклассическую машину Тьюринга, то получится машина Тьюринга. Причем классическая. Причем здесь квантовые вычисления -- бог весть. Впрочем, не исключено, что я что-то неверно понял.

Ладно, я на некоторое (большое) время исчезаю. С этими квантовыми вычислениями все дала "на ушах стоят"... Надо выкинуть это все из головы (что нетривиально!).

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение13.08.2019, 21:29 


27/08/16
10464
Команда HALT останавливает квантовые вычисления, прекращая изменение состояния.
Для микропрограммы АЛУ и есть внешнее устройство.
Одного регистра аккумулятора мало - нужен еще регистр адреса программы и хотя бы один индексный регистр для косвенной адресации.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение14.08.2019, 04:39 


12/09/18
39
Мне года 3 назад тоже вдруг стало интересно с чем едят этот квантовый компьютер. Тоже начитался сначала про всякие преобразования адамара, разные математические модели, и по началу так и не понял, где же про квантовый компьютер. Но понял одну вещь - квантовый компьютер основан на феномене так называемой квантовой запутанности.

Как я понимаю, эта запутанность может возникать в различных квантовых системах между квантовыми частицами, которые особым образом провзаимодействовали. Но легче всего понять этот феномен можно на примере двух запутанных фотонов. Их вроде бы можно получить из одного светового луча, если пропустить его через какой-то там световой фильтр, тогда получится два световых луча, фотоны одного из которых запутаны с фотонами другого. Так что если теперь измерить спин фотона из одного луча и он, например, окажется положительным, то спин фотона из другого луча обязательно будет отрицательным. И наоборот. Т.о. эта запутанность позволяет реализовать квантовое отрицание.

На основе этого квантового отрицания и еще каких-то ухищрений строятся универсальные квантовые вентиля, на основе которых уже можно построить любую квантовую логическую схему. Различие квантовой логической схемы от обычной в том, что в ней преобразуются не биты, а кубиты, вернее наборы кубит. Соответственно, по классической логической схеме мы можем прогнать за один раз только одно число, которое соответствует входному набору бит. А вот по квантовой логической схеме мы можем прогнать за один раз сразу $2^n$ различных чисел. И в конце получить столько же результатов, из которых выбирается только один, по всей видимости, тот, у которого вероятность больше чем у других, то есть тот, который выпадает чаще. То есть, как я понимаю, результат квантовой логической схемы измеряется несколько раз и за ответ принимается наиболее вероятный. То есть т.о. квантовые вычисления напоминают такую как бы статистическую машину, которая делает бесконечное количество испытаний. Именно поэтому квантовые компьютеры должны в теории очень быстро решать различные задачи, связанные с перебором вариантов или такие, где можно все вычисления распарралелить.

Вместо фотонов вроде бы можно использовать атомы и на основе них сделать квантовый регистр, к которому применять различные преобразования. Какое это будет преобразование - одно или несколько, наверное неважно. Если это будет одно универсальное, как в классическом компьютере, то оно будет соответствовать лишь одному единственному такту работы квантового компьютера, то есть это преобразование надо будет прогонять несколько раз. Либо применить один раз несколько неуниверсальных специальных преобразований и получить примерно тот же результат.

Но важно то, что скорость прогона этого одного или нескольких преобразований самая обычная, и никакая не квантовая. Как тут правильно сказали, у квантового компьютера не будет ни "квантовых" адресов, ни "квантовых" циклов, его "квантовость" начинается и заканчивается в рамках одного единственного такта.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение14.08.2019, 18:59 
Аватара пользователя


13/08/13

4323
Student2018
Я бы объяснил квантовые вычисления так :-)
Пусть вы совершаете какой-то вычислительный процесс, и у вас на каком-то этапе разные части вычислений оказываются скоррелированны. Это как раз достигается за счет квантовых свойств системы. А раз так, значит вы можете заметно упростить этим свой вычислительный процесс.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение15.08.2019, 03:21 


12/09/18
39
Sicker
Ваше объяснение слишком уж абстрактное, непонятно даже откуда ноги растут. При чем оно не объясняет сам процесс, а только затрагивает некоторые его свойства, которые, кстати говоря, присущи не только "квантовым вычислениям". В оперативной памяти вашего компьютера, например, таких скоррелированных "частей" - пруд пруди, а он у вас самый обыкновенный, и никак ему эти корреляции не помогают.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение18.08.2019, 11:20 
Аватара пользователя


17/04/11
658
Ukraine

(Оффтоп)

LenskyM в сообщении #1405737 писал(а):
Научный руководитель сказал, что планирует со мной заняться квантовыми вычислениями. Это, говорят, сейчас очень модно, актуально и я в это верю.

Вот это меня смутило. Получается, учёные — это просто модники?

 Профиль  
                  
 
 Re: Как понимать вычисления в квантовых вычислениях?
Сообщение22.08.2019, 06:31 
Аватара пользователя


13/08/13

4323
Student2018 в сообщении #1410460 писал(а):
При чем оно не объясняет сам процесс, а только затрагивает некоторые его свойства, которые, кстати говоря, присущи не только "квантовым вычислениям". В оперативной памяти вашего компьютера, например, таких скоррелированных "частей" - пруд пруди, а он у вас самый обыкновенный, и никак ему эти корреляции не помогают.

Нет никаких "скоррелированных" частей в классическом компьютере, корреляцию может обеспечить только система, способная к запутыванию и интерференции

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 117 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group