Der zweite Teil der QPU Grundfunktionen, wie der erste Teil, von denen wir eine grundlegende Erklärung haben, der zweite Teil ist, dass wir ein paar einfache Grundfunktionen schreiben kann, eine Reihe von kleinen Modulen, ist der dritte Teil seiner Anwendung.
Erster Blick auf eine einfache Anwendung der Quantenstruktur:
Der erste Schritt wird der Quantenzustand der Tür durch H Überlagerungszustand, viele Anwendungen ist der erste Schritt H Tür sind, weil sie ihre Überlegenheit der sogenannten n-Qubit - Quantenüberlagerungszustand ist , kann Ausdruck \ (2 ^ n \) Staaten, \ (die n-2 ^ \) Möglichkeiten parallel, die die Vorteile der Überlagerungszustand zu bringen, und wenn der Grundzustand ist das klassische gewesen mit nicht riechen? Billiger, Quantum muß auch bei einer Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt sein.
Der zweite Schritt, in der Berechnung der Überlagerungszustand.
Der dritte Schritt, Phasenbetrieb, das Ergebnis des Überlagerungszustandes in Betrieb, natürlich, auch Überlagerungszustandes, aber wir bekommen haben, erhalten nur die klassischen Informationen, direkte Lesung, dann ist er der zufällige Zusammenbruch, Verlust von Informationen, natürlich, wenn Sie mehr zu wiederholen beabsichtigen als mal auch, aber manchmal nicht alle Informationen, die wir diesen Zustand wollen, können wir nur einige seiner Funktionen benötigen, kann eine Folge von Zyklen sein, was ich brauche diese besondere Sequenz nicht wissen, ist, so dann, in der Betriebsphase einige Veränderungen sein können, können direkt die gewünschten Informationen gelesen werden, dann ist dies bequemer. Daher wird nur die Konstruktion von Quantenalgorithmen, Quanten nicht überlegen, wie zu beschleunigen, sondern auch die Ergebnisse der Quanten Beschleunigung betrachtet über sie nicht lesen kann.
Der vierte Schritt ist zu lesen.
Quantum Arithmetik-Logik
Vor dem Quantum, haben wir klassisch Arithmetik und digitale Logik, Quanten- und klassische so Welchen Unterschied macht es:
- Keine Kopie , Quanteninformation kann nicht kopiert werden, wenn wir eine Nachricht an eine andere übergeben wollen, können wir nur den Austausch von Swap, oder wir können auch Teleportation, kurz gesagt, können wir nur austauschen können nicht bestimmten Punkt zugeordnet werden, bevor wir in der Zuordnung ein Programm „=“ zu schreiben , ist es nicht.
- Reversible , zusätzlich zu der Messung alle Operationen auf QPU sind reversibel.
Apropos Logik, haben wir einen Volladdierer erinnern , die digitale Logik lernt es, c = a + b solche Operationen, die einfache Zugabe von einem Haufen hinter der NOR - Gate - Struktur, ein Quanten auch wahr ist, Strukturen sind auch ähnlich, außer an zwei Punkten: \ (| a \ rangle | b \ rangle \) gehen in \ (| a + b \ rangle | b \ rangle \) aus, weil Quanten Anforderungen reversibel, er es nicht tut wird a, wird b c, wenn die Synthese von c, ist es unmöglich a, b, natürlich zu trennen ist, können Sie auch \ (| a \ rangle | b \ rangle | 0 \ rangle \) gehen in \ (| a \ rangle | B \ rangle | a + B \ rangle \) , dann ist dies auch möglich, zweiter Punkt überlagert ist, wobei a, b nicht mehr eine bestimmte Anzahl ist, aber ein Überlagerungszustand.
Wenn es negativ ist, dann wie ich es ausdrücken?
Klassische negativ ist, dann können wir die ersten 1 werden. Wie 000-0001-1 002-2003-3100 - (- 4) 101-- (--3) 110 - (- 2), 111 - (- 1), die Formulierungen sind sehr vertraut.
Unter der Bedingung, Richter, für alle ein Beispiel zu sehen:
Dies ist, wenn a> 3 dann b zu erhöhen, wenn nicht, dann nicht, 3 kein gutes Kriterium ist, aber 0 ja ah, weniger als seine negative, die erste direkte Codierung 1, so können Sie - 3 Urteil über erhöhte gut, plus 3 in den Rücken, mehr Lösungen als Probleme und vieles mehr.
Diese sind ähnlich Quanten- und klassische Teile, sondern darüber hinaus die Quanten auch neue Funktionen, wie zB: die Phase, der nächste Raum gehörte ihm.
Amplitudenverstärkung Amplitude Amplification
Lassen Sie uns sagen, was die Amplitudenverstärkung ist:
Glauben Sie, dass, wie ABC drei Qubits Abbildung 6-1 ist das? Nicht das gleiche, es ist klar, dass die direkte Plug-in ist nicht das gleiche, obwohl wir alle der gleichen Wahrscheinlichkeit von Überlagerungszustand sind, aber ihre relative Phase von 180 ° ist nicht die gleiche Stelle. Aber direkt lesen, um Sie gelesen haben? Auch wenn ich viele Male wiederholen, aber ihre Wahrscheinlichkeit das gleiche ist, kein Unterschied. Jedoch Abbildung Abbildung 6-3, ist nicht das gleiche wie die Leseamplitudenverstärkung (AA) wird das Verfahren von Fig sie in 6-3 6-1 aus Fig.
Jetzt haben wir nur das, was und warum, das nächste ist, wie waren wie.
Schauen wir uns an einem einzigen AA:
Die ersten drei Schritte, das heißt , bevor die Tür 4 H ein Zustand in dem überlagerten Zustand des Phaseninversions sein, sein Zustand zu anderen unterschiedlichen, die nächsten Schritte dieses Zustandes ist , um die Wahrscheinlichkeit zu vergrößern, wie Frage : Was können die Ansicht vergrößern, können Sie an dieser aussehen Quantensuchalgorithmus Grover Suche diesem Artikel hauptsächlich Winkel Matrix, und jetzt geschieht dies eine spezifische Leistung.
einmal nach dem Ende des AA, gingen wir zurück in der Anfangsphase, aber auch die Amplitude des Phasenzustandes unserer Flip größer, wenn wir ihn weiterhin größer werden wollen, dann fahren wir weiter nach AA, AA muß jede Phase umfassen Schritt gekippt.
Sie werden sich vielleicht fragen, da wir alle wissen, was man den Zustand zu kippen, also warum so viel Mühe Mühe, hier, wir sehr einfach umdrehen, ist dieser Zustand zu finden, dann drehen, ist es zwei auf der Karte nicht funktionieren, aber in der Praxis kann dies das Ergebnis einer Reihe von Berechnungen sein.
AA einmal vergrößert, dann AA wird dann vergrößern, dann ist es nicht, desto mehr kann ein Wireless-Ansatz?
https://oreilly-qc.github.io/?p=6-2 Das auf dieses Experiment ist, können wir den Code innerhalb verwandeln number_of_iterations, nur Spekulation , um zu überprüfen, in der Tat kann in Abbildung gefunden werden, \ (B_4 \) ist die Wahrscheinlichkeit geringer ist als \ (B_3 \) ist, warum in der Tat, die Wahrscheinlichkeit von ähnlicher Größe ist trigonometrische Funktionen sind:
so wie finden Sie die am besten geeigneten eigenen Iterationen davon?
Den Nachweis einer nicht durchgehenden Gleichung optimale Anzahl Buch von Iterationen in Amplitudenverstärkung
\ [von N_ {AA} = \ left \ lfloor \ FRAC {\ PI \ sqrt {2 ^ {N}}} {. 4} \ right \ rfloor \]
ist dieses Buch ein Buch ist dominiertem Praxis, er auch ein anderes Thema in Betracht gezogen, wenn ich dies nur kippen in einem Zustand, ich will kippen , dass zwei, drei, was passieren wird , ?
https://oreilly-qc.github.io/?p=6-3 gibt Ihnen auch eine Verbindung, können Sie die Änderung n2f die Größe des Arrays, und jedesmal , wenn die Anzahl der Iterationen, einen Blick auf die Ergebnisse nehmen , was geschieht, natürlich, einige Mühe machen, können Sie auch auf der folgenden Grafik sehen, sind ein Zustand des 2,3,7,8 - Effekt im Falle von vier Qubits Blick umgekehrt wie, hier werde ich die Antwort nur ankündigen, zusammen mit dem Umlegen eines wachsenden Zustand je größer, die trigonometrischen Funktionen dieses Zyklus wir werden immer kleiner.
So ist jetzt die beste Anzahl der Iterationen ist , wie viel? m ist die Anzahl der flip.
\ [N_ {AA} = \
links \ lfloor \ frac {\ pi} {4} \ sqrt {\ frac {2 ^ {n}} {m}} \ right \ rfloor \] Hier wollen wir die AA zusammenfassen was bedeutet, legte er die Phaseninformation nicht lesbar in eine lesbare Amplitudeninformation .
Quantum-Fourier-Transformation
Vorgeschlagen eine Technologie, um sein muß , ein Problem zu lösen, sind wir hier das Problem zu lösen , ist der Zyklus:
Für ABC drei Zustände, Amplitudenverstärkung ist sie auch nicht gut unterscheiden, aber die Quanten Fourier - Transformation (QFT) können, er kann die oben genannten drei Zustände versetzt wird , wie folgt:
Eine der acht solche Zyklen hat, gibt es vier solche Zyklen B und C gibt es nur zwei solche Zyklen, durch die Anzahl der Zyklen, die sie in diesen drei Zuständen nicht so leicht zu unterscheiden können.
Quantum-Fourier-Transformation ist eine Funktion von einem guten Paket, es .QFT direkt aufgerufen.
var num_qubits = 4;
qc.reset(num_qubits);
var signal = qint.new(num_qubits, 'signal')
// prepare the signal制备量子态C
qc.label('prep');
signal.write(0);
signal.hadamard();
signal.phase(45, 1);
signal.phase(90, 2);
signal.phase(180, 4);
// Run the QFT直接调用
qc.label('QFT');
signal.QFT()
Warum können Sie ihren Zyklus davon finden? Quantum - Fourier - Transformation
Allerdings tun QFT nicht immer so so gute Ergebnisse erhalten, wie die klassischen Fourier Spiegelbild haben verwandeln, wie folgt:
Quantum Fourier könnte auf diese Weise kommen wir auch gleich die Hälfte des vorherigen nehmen:
Wählen Sie die Quanten Fourier Vorteil ist , dass er bald schneller sind als schnelle Fourier, ihre Geschwindigkeit ist so , dass das Verhältnis :
interne Struktur eines langen Quantenprozessor wie folgt aus :
Quantum Phase Estimation
Diese Aufgabe wird befürchtet , dass der Informationsquantums Betrieb des Informations eher als das Quantenregister, die jeweils Quantenoperationen Darstellung eine unitäre Matrix sein können, und jeder Zustand Quanten kann auch einen Vektor verwendet wird , dass , wenn ein Aktionseffekt Quantenzustand genau sein Merkmalsvektor passieren?
Jeder Betrieb hat seinen eigenen Eigenzustand und entsprechende eigenphase
Was ist also die Phasenschätzung , es zu tun?
Angenommen , ich habe eine U betrieben, und die Merkmale des Betriebszustandes \ (U_1, U_2, U_3, ... \) , kann die Quantenphasenschätzung diese charakteristischen Merkmale entsprechenden Phasenzustände erfassen.
Ein einfaches Beispiel, cont_u unser Betrieb eingegeben wird, das rote Feld ist, diesen Betriebszustand charakteristisch ist der Ausgang 8, vier Qubit sind, kann die maximale Ausgangsleistung 16 sein, dann ist er die entsprechenden Quantenphasen :( 8/16) * 360 ° = 180 ° , kann die Genauigkeit erhöht werden , um die Qubit - Daten zu erhöhen, wenn wir die maximalen Fehleranforderungen haben, können sie durch die folgende Formel wir eine minimale Anzahl von Qubits müssen bekannt sein:
\ [M = p + \ lceil \ log \ links (2 + \ frac {1} {\ epsilon} \ right) \ rceil \]
Der Aufruf dieser Funktion ist sehr einfach: qin ist ein Merkmalsvektor, cout_u arbeitet, qout unser Ergebnis, sie eingegebenen Ziffern hängt von der Genauigkeit, die wir brauchen.
// Operate phase estimation primitive on registers phase_est(qin, qout, cont_u);
// Read output register
qout.read();Dann wird das Innere des Betriebs ist aussehen wie es?
Obwohl die oben scheint unter Kontrolle zu sein, aber denken Sie sorgfältig \ (- | 0 \ rangle | 1 \ rangle \) Sie diese negative Zahl unterscheiden kann 0 oder 1 ist zu tun? Phaseninformation und somit in qout im letzten inversen Fourier akkumulieren unsere Ergebnisse zu verwandeln.