MIT的量子信息科學這門課上課的教授是Peter Shor,就是傳說中應用於大數分解量子算法的shor算法的發明者,老頭講課語氣賊可愛哈哈哈
csdn的版本是我渣翻譯的,英文原版筆記在原po,請見:
http://101.132.38.91/index.php/2018/02/12/mit-momentum-information-science-notes-1-1/
Chapter1
Lecture1.1 History and Development of Quantum Computation
I. 經典計算模型
- 圖靈機(普適的)
- 有限狀態機(非普適的)
- lambda代數(普適的)
- 硬幣(emm……)(非普適的)
- 電路模型:(超普適,superuniversal)(可以表示一切圖靈機能表示的計算模型)
思考題:爲什麼圖靈沒有采用更加普適的電路模型?
對於“停機問題”,圖靈機是無解的(uncomputable)。
II.量子計算,1900-1930
- Einstein, Podoski, Rosin,1936:“量子計算理論是不完善的。”原因:不確定性原理,一個量子的動量與位置不能同時被測量
- 薛定諤的迴應:量子糾纏(ERP pairs)
- 1964, Bell’s approve: ERP pair沒有傳統意義上的解釋,因此這種不完善並不是傳統意義上的不完善。
- 1982,herbert, FLASH(First Laser Amplified Superluminal Hookup),基於ERP對的快於光速的通信方式。但是這種證明被證明爲是有缺陷的。
- 1981,Manin、Feymann,很難模擬量子計算機,因爲需要O(2^cn)來測量n個例子,但是相比傳統計算機而言量子計算機可能會更快一些。
- 1982,不可複製理論(non-cloning theorem):一個未知量子的狀態不能被複制。
- 1985,Deutsch:描述了量子計算機,並認爲比傳統計算機有更高的優越性。
- 1992,Deutsch-Joszer,量子計算在某種程度上是可行的。
- 1993,Simon認爲量子計算機相對於傳統計算機,其計算速度的優化是指數性的
- 1994,Shor本人:大數分解、求離散對數的量子算法
- 1995,Love Grover:搜索算法,空間複雜度N,時間複雜度N^(1/2)。
III 分解算法誤差問題
傳統意義上解決誤差問題的方法:
1. 檢查點,出現問題不需要重來一遍,從最近的檢查點開始。(不可行:量子不能被複制)
2. 錯誤矯正代碼,通過位之間的比對發現並改正錯誤。(可行)
3. 大冗餘,有任何一個bit錯誤,只要丟棄並重新複製一個bit即可(不可行)