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129 KB麥塊擬似量子計算機 名稱: 無名氏 [18/11/04(日)14:16 ID:K6EBAZk2] No.189314  +   
https://www.youtube.com/watch?v=7fNHPTYMU74&index=2&t=411s&list=WL

如題,有稍微了解了量子計算和電機體計算的差異,在特定運算方式的情況下,速度會是電積計算的數倍。
我的疑問是,這個擬似的量子計算機原理是什麼?
為甚麼能用麥塊模擬,又是如何驗證的?
(印象中麥塊的紅石也是電積電路的邏輯模式)
無標題 名稱: 無名氏 [18/11/04(日)21:19 ID:Dl3JAlzI] No.189317 2推 +    
首先要先確定你懂不懂電晶體工作原理,但不懂也沒關係,我也不懂,只是略懂略懂。

電晶體工作原理可以想像成有一個開關,按一下它就通路,再按一下它就斷路或是切到別的回路。到這邊應該很容易理解。
影片前面也稍微展示了這項功能。
或者這影片二進位彈珠計算機
https://www.youtube.com/watch?v=GcDshWmhF4A
每個閥其實就是一個電晶體。

現在來談光子,光子的特性中,最容易理解的當然是路徑,光照哪裡就亮哪裡,碰到介質要嘛吸收要嘛反射要嘛折射,到這邊對一般人來說應該沒問題。

另一個特性是偏振,偏振的應用原理很多,最生活化的就是液晶螢幕顯示器。
你現在用的螢幕就是由背光模組,由一塊反射率相對高的白色背版加上燈泡或是燈管組合成一塊會發白光的版子,實際上是反射白光,這些白光的電磁波組成跟燈管或是燈泡有關,現在多數都是LED。

然後這些白光會透過一個偏振片,只有能穿過偏振片的光能透過去。
最簡單的偏振片就是拿把保險膜沿著同一個方向拉開但不拉破,其多數的分子會被拉成同一個方向,只有震幅與保鮮膜分子排列方向平行的光子會穿過保鮮膜,這就是最簡單的偏振片。
不信的話把你的螢幕拆掉,把防刮版去泡熱水除塗膠,你會發現防刮版背面貼著的東西其實是一堆沿著特定方向排列的塑膠條。
但由於保鮮膜透光率過高,所以不太有偏振片的效果,但在特定情況下依然有用。
如果你手上有一個偏振片,你將上述所做出來的保鮮膜放在偏振片後方去看光源,然後慢慢改變保鮮膜和偏振片的角度,你會發現某個角度透光率會大減。

這些光穿過偏振片後依然是白光,但總光子數降低,所以亮度降低。且這些穿過偏振片的光所帶的量子訊息已經改變了,這句只是提一下而已,無關整個討論,如果想再知道有關量子的實驗的話可以看這段影片的這位教授最後提的實驗。
https://youtu.be/93pwJX38Xr4?t=3321

這些夠過第一個偏振片的白光會照到液晶,此時肉眼看起來還是白光,就算液晶上有圖片,這些穿過液晶的白光其實帶有圖片的訊息,但看起來還是白光。

這些白光再透過一個和上一個偏振片角度為90度的偏振片後,將不帶有圖片訊息以外的光子過濾掉後,你才能看到圖片。
光子應該無法通過透過兩個偏振角呈90度的偏振片,為什麼中間夾了一個液晶面板就能透過去了?因為通過液晶面板的光子其偏振方向被旋轉了,所以只有被旋轉的光子能通過第2個偏振片。

以上是偏振的簡單應用。

再來是自旋,自旋就是角動量。
抱歉這邊對我來說就太硬了,無法舉例。
但上面那影片所提到的:電子的黑白軟硬,應該就是指偏振正負和自旋左右。

今年潘建偉和他愉快的合作夥伴的18個量子位元的量子糾纏,應該就是用3個光子做出路徑上下、偏振正負、自旋左右得到的結果。
故3×6=18,將3個光子18個結果糾纏在一起,等於說這東西可以算到2^18=262144。

現在1個位元組是8個位元,可以算到256,
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等於說算到262144需要1024個位元組,如果用傳統電晶體來表示的話需要8192個電晶體。
這段我不確定。
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這麥塊量子電腦不知道是用幾個量子位元的量子糾纏,他沒說。

由於他畫面最大為十進位的12位數(12桁),999999999999,12個9,這東西用二進位表示是1110100011010100101001010000111111111111,40位。
而1111111111111111111111111111111111111111,40個1轉回十進位是1099511627775,13位數,1後面40個0就是2^40,1099511627776。
但實際上他只算到十進位的9位數999999999,9個9,二進位為111011100110101100100111111111,30位。
溢位為1073741824,2^30。

假設他是4光子16糾纏,那他一個量子位元組就能算到2^16,那他要做2^14個量子位元組,每個量子位元組需要16個電晶體,需要2^18個電晶體。
無名氏: 所以那一串構造,實際上是用邏輯閥去模擬量子位元進行運算是嗎? (Zeh1xopc 18/11/05 16:14)
無名氏: 我路過,其實那就是個量子運算模擬器,跟你在電腦上開Android有八成像 (ry (hYziEq5o 18/11/05 17:45)
無標題 名稱: 無名氏 [18/11/10(六)09:07 ID:99RfpByI] No.189360 2推 +    
>>No.189314

>我的疑問是,這個擬似的量子計算機原理是什麼?
>為甚麼能用麥塊模擬,又是如何驗證的?

就是模擬的啊,我們不知道量子糾纏的機制但是知道它是如何表現出來的,就寫軟體模擬就好了。順便一提,因為是模擬的所以計算(特定算式時)完全沒有加成,除了正在研究怎麼造量子電腦的大公司之外這東西沒有實用性。
無名氏: 明白了。感謝回答 (yFnxRs5Q 18/11/12 10:50)
無名氏: 印象中有看過糾纏狀態下相關性高於100%的講法,因爲是用複數表達?不知道有沒有人能詳盡用例子解釋一下 (cO2ZDn1o 18/11/15 22:38)

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