MIT 建议新的 Quantum 实验执行难处理的计算

Published on March 3, 2011 at 6:04 AM

Quantum 计算机是利用问题古怪的属性在非常小规模的计算机。

许多专家相信一台成熟的数量计算机可能执行是绝望地费时在古典计算机上的计算,但是到目前为止,数量计算机艰苦恶魔般地证明编译。 在实验室里开发的少数简单的还原执行这样基本计算分辨是有时难的他们是否确实利用量子作用。

光束分束器是一个设备,象表示的那个这里,分枝光柱。 MIT 研究员建议的实验,依靠光束分束器,将利用数量微粒奇怪的工作情况执行是绝望地费时在常规计算机上的计算。

在计算机协会在计算的原理的第 43 讨论会在 6月,计算机科学斯科特 Aaronson 副教授和他的研究生亚历克斯阿尔希波夫将介绍描述的实验的一份论文,如果它运作,将提供有力的证据数量计算机可能做古典计算机不能的事。 虽然编译实验用具是困难的,不应该是一样困难的象编译一台完全功能数量计算机。

如果这个实验运作, “它有潜在采取我们通过什么我希望叫 ‘数量稀有’,其中我们做我们在一台古典计算机上不可能执行的第一件事 quantumly”,说特里鲁道夫,有皇家学院伦敦的 Quantum 光学和激光科学的一名先进的研究员,在这个研究未介入。

在 1987年 Aaronson 和阿尔希波夫的建议是在物理学家做的试验的差异在罗切斯特大学,依靠称光束分束器的设备,采取一根接踵而来的光柱并且分裂它成移动用不同的方向的二条射线。 罗切斯特研究员显示出,如果二个相同的轻的微粒 - 光子 - 在同一时间到达光束分束器,他们两个将是正确或左; 他们不会上不同的路径。 它是别的违抗我们的实际直觉基本粒子的古怪的数量工作情况。

更多光!

MIT 研究员的实验将使用光子的大数,将穿过光束分束器网络和最终碰撞光子探测器。 探测器的数量在某处在光子 - 大约六个光子的 36 台探测器, 10 个光子的 100 台探测器的数量的正方形附近。

对于其中任一 MIT 实验的运行,预测是不可能的多少个光子将碰撞所有特定探测器。 但是在连续的运行,统计模式将开始加强。 在六光子版本的实验,例如,它可能结果有一个 8% 机会光子将碰撞探测器 1, 3, 5, 7, 9 和 11,一个 4% 机会他们将碰撞探测器 2, 4, 6, 8, 10 和 12,等等,探测器的所有可以想象的组合的。

计算配电器 - 碰撞探测器的一个特定组合光子可能性 - 是一个难以置信地困难问题。 研究员’实验不解决它彻底,但是这个实验的每成功的执行采取从解决方法集的一个范例。 其中一个在 Aaronson 和阿尔希波夫的文件的关键发现是,不仅计算这个配电器一个顽固地困难问题,但是,因此模拟抽样它。 对于与更多比 100 个光子的一个实验,它很可能是在所有计算机之外计算能力在世界上。

实质问题

这个问题,然后,是这个实验是否可以顺利地被执行。 罗切斯特研究员执行它与二个光子,但是获得多个光子到达光束分束器一个全部的顺序正确地正确时间是更加复杂的。 “它富挑战性,技术上,但是不可怕如此”,沙磨机,卡尔加里的学院大学的主任说巴里 Quantum 情报学。 沙磨机指出,当罗切斯特研究员执行他们最初的实验,在 1987年他们使用在实验室表挂接的激光并且获得光子同时到达光束分束器通过发送他们在不同的长度下光纤电缆。 但是最近岁月看到了光学筹码出现,所有光学要素被铭刻到硅体,使更加容易控制光子’弹道。

最大的问题,沙磨机相信,生成各自的光子在足够可预测的间隔同步他们的到达在光束分束器。 “人们从事对此在十年,做巨大事情”,沙磨机说。 “但是上唯一光子培训仍然是挑战”。 鲁道夫同意。 “当时,难的事情让足够的唯一光子进入这个筹码”,他说。 但是,他补充说, “我的希望那在几年内,我们将设法建立过什么的限定范围的实验我们可以实际上执行与古典计算机”。

沙磨机指出,即使在这个筹码上的唯一光子的解决问题获得,光子探测器仍然有可能使他们的评定不确切的无效用: 在工程说法,有在这个系统的噪声。 但是 Aaronson 说他和阿尔希波夫明确地考虑问题模拟他们的光学实验的甚而一个喧闹的版本是否是一台常规计算机的一个顽固地困难问题。 虽然他们无法证明,它是, Aaronson 说 “大多数我们的文件专用于提供证据对那的答复是”。 他希望证明是即将发布的,是否从他的研究小组或其他’。

来源: http://web.mit.edu/

Last Update: 12. January 2012 18:40

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