Les ordinateurs quantiques ne sont-ils qu'une variante des ordinateurs analogiques des années 50 et 60 que beaucoup n'ont jamais vus ni utilisés?

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Dans la récente question "L'informatique quantique est-elle juste une tarte dans le ciel", il existe de nombreuses réponses concernant les améliorations des capacités quantiques, mais toutes sont axées sur la vision informatique "numérique" actuelle du monde.

Les anciens ordinateurs analogiques pouvaient simuler et calculer de nombreux problèmes complexes qui correspondaient à leurs modes de fonctionnement qui n'étaient pas adaptés à l'informatique numérique pendant de nombreuses années (et certains sont encore «difficiles»). Avant les guerres (~ I & II), tout était considéré comme un «mécanisme d'horlogerie» avec des cerveaux turcs mécaniques. Sommes-nous tombés dans le même piège «tout numérique» qui continue de se reproduire (il n'y a pas de balises liées à «analogique»)?

Quel travail a été fait sur la mise en correspondance des phénomènes quantiques avec le calcul analogique et les enseignements tirés de cette analogie? Ou est-ce tout un problème de gens n'ayant aucune idée réelle de la programmation des bêtes.

classical-computing programming adiabatic-model technologies Philip Oakley
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J'ai posé une question similaire: quantumcomputing.stackexchange.com/questions/2595/…
Steven Sagona
Je veux juste préciser que leur est la distinction potentielle entre les ordinateurs analogiques basés sur réseau où les connexions sont bidirectionnelles, et les ordinateurs analogiques basés sur amplificateur où il y avait des connexions basées sur le feedback (lent et lent ..). C'est la vitesse autour des nœuds et le «bruit» du sol qui conduisent les nœuds interconnectés à leur état final. On dirait juste que 'Quantum' n'est qu'une méthode de miniaturisation et d'accélération ...
Philip Oakley

Réponses:

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Voici une liste rapide des différences notables entre les ordinateurs analogiques et quantiques:

  1. Les ordinateurs analogiques ne peuvent pas passer les tests de Bell.

  2. L'espace d'état d'un ordinateur analogique avec N curseurs est N dimensionnel. L'espace d'état d'un ordinateur quantique à N qubits est dimensions.2N

  3. Erreur de correction d'un ordinateur analogique et ce que vous avez est un ordinateur numérique (c'est-à-dire qu'il n'est plus fondamentalement analogique). Les ordinateurs quantiques sont toujours quantiques après correction d'erreur.

  4. Les ordinateurs analogiques ne sont pas sensibles aux erreurs de décohérence. Ils ne se cassent pas si vous faites des copies accidentelles des données. Les calculs quantiques se cassent si cela se produit.

  5. Les ordinateurs analogiques ne peuvent pas (efficacement) exécuter l'algorithme de Shor. Ou l'algorithme de Grover. Ou fondamentalement tout autre algorithme quantique.

Craig Gidney
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C'est déroutant pour moi. Vous semblez suggérer que "analogique" et "quantique" sont deux choses différentes, mais en réalité elles ne s'excluent pas mutuellement: vous avez (1) analogique-classique (2) analogique-quantique (3) numérique-classique (4) numérique-quantique. Ainsi, par exemple, les «ordinateurs analogiques» peuvent réussir les tests de Bell s'ils sont des ordinateurs quantiques analogiques. Il en va de même pour le reste de vos points.
user1271772
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@ user1271772 Dans le contexte de la question, il est clair que je fais référence aux ordinateurs analogiques classiques.
Craig Gidney
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Quel travail a été fait sur la mise en correspondance des phénomènes quantiques avec le calcul analogique et les enseignements tirés de cette analogie?

Un lieu de départ (avec beaucoup de bonnes références) pour en savoir plus sur l'informatique quantique analogique (également connu sous le nom de "informatique quantique analogique" et "informatique quantique variable continue") est ici . Notez que l'informatique classique analogique n'est pas aussi puissante que l'informatique quantique analogique, pour une raison similaire à ce que j'ai expliqué dans ma réponse à cette question : les ordinateurs quantiques (qu'ils soient numériques ou analogiques) peuvent tirer parti de l'intrication quantique.

Sommes-nous tombés dans le même piège «tout numérique» qui continue de se reproduire (il n'y a pas de balises liées à «analogique»)?

Malheureusement, beaucoup de gens l'ont fait, et cela pourrait être une des raisons pour lesquelles "l'informatique quantique adiabatique" a eu du mal à obtenir le respect qu'elle méritait dans ses premières années (et même maintenant). L'informatique quantique adiabatique est un type spécifique d'informatique quantique analogique qui a certainement une étiquette sur ce Stack Exchange et un bon nombre de questions (mais pas assez, à mon avis). Il a été prouvé que "l'informatique quantique adiabatique", qui est complètement analogique et n'implique aucune porte , peut faire tout ce qu'un ordinateur quantique numérique peut faire avec la même efficacité de calcul, alors même s'il est vrai que de nombreuses personnes dans l'informatique quantique sont tombées dans le piège du mouvement tout numérique, certaines personnes apprécient l'informatique quantique analogique (par exemple l'informatique adiabatique).

user1271772
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Merci pour les balises supplémentaires, les liens et la clarification de la terminologie. Pour ma part, je comparais les réseaux maillés électriques aux réseaux quantiques, où historiquement les réseaux électroniques étaient «instantanés», tout comme le quantique est maintenant, et les deux ont une physique similaire de leur côté.
Philip Oakley
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Les ordinateurs quantiques ne sont-ils qu'une variante des ordinateurs analogiques des années 50 et 60 que beaucoup n'ont jamais vus ni utilisés?

Non ils ne sont pas.

Le facteur numérique vs analogique n'est pas le point ici, la différence entre les appareils quantiques et classiques se situe à un niveau plus fondamental.

Un appareil quantique ne peut pas, en général, être simulé efficacement par un appareil classique, qu'il soit "analogique" ou "numérique" (ou du moins, on pense fortement que c'est le cas). En ce sens, les ordinateurs quantiques sont vraiment radicalement différents de toute variation des ordinateurs analogiques classiques, ou d'autres formes de calcul classique d'ailleurs.

En effet, les architectures les plus vulgarisées de l'informatique quantique, celles fonctionnant sur des ensembles de "qubits", sont les contreparties quantiques des ordinateurs numériques classiques. Les appareils analogiques ont également leurs homologues quantiques (voir par exemple les informations quantiques à variation continue ).

glS
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L'aspect que j'avais en tête était la façon dont les interactions sont vues. En numérique, il y a une certitude présumée, tandis qu'en analogique, il y a du «bruit» (fluctuation, probabilité, ..). C'est ce dernier que Quantum a tendance à être présenté, d'où la suggestion de mon Q (en plus il y en a peu qui se souviennent vraiment de ces méthodes analogiques!)
Philip Oakley
@PhilipOakley Je ne suis pas sûr de comprendre. C'est ce dernier que Quantum a tendance à être présenté comme <- je ne comprends pas cette phrase
glS
Les «derniers» (pour QM) étant des «distributions de probabilité» et similaires. Ainsi, le bruit dans un système analogique est un problème de probabilité multidimensionnelle (selon Shannon) et Qubits semble être un problème de probabilité multidimensionnelle similaire, d'où la similitude des abstractions conceptuelles. Une différence clé est l'étendue spatiale telle que les réseaux analogiques à l'ancienne mode atteignaient rarement un MHz BW et des réponses en millisecondes sur cm, mais QM espère des fréquences beaucoup plus élevées sur microns et moins.
Philip Oakley
Les Qubits semblent être un problème de probabilité multidimensionnelle similaire : mais ils ne sont pas vraiment, ou du moins, pas de la même manière que les dispositifs analogiques classiques. Un qubit peut être dans un continuum d'états, c'est vrai, mais chaque fois que vous le mesurez, vous l'observez toujours dans l'une des deux positions, c'est donc quelque chose de fondamentalement différent de ce que vous avez classiquement. Une autre grande différence est que le nombre d'états possibles dans lesquels les systèmes quantiques peuvent être est exponentiellement plus grand que ce qui est possible classiquement, permettant ainsi une dynamique beaucoup plus riche
glS
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Sommes-nous tombés dans le même piège «tout numérique» qui continue de se reproduire?

Ce que j'ai remarqué, c'est plutôt le piège du train en marche «tout binaire»; ce qui me rappelle le secret culinaire de la grand-mère :

Il était une fois une mère qui enseignait à sa fille la recette familiale pour faire un jambon entier. C'était le meilleur jambon que quiconque ait jamais eu, alors ils ont toujours suivi cette recette attentivement.

Ils ont préparé la marinade, ont marqué la peau, ont mis les clous de girofle, puis sont venus une étape que la fille n'a pas comprise.

"Pourquoi coupons-nous les extrémités du jambon?" dit-elle. "Cela ne fait-il pas sécher?"

"Vous savez, je ne sais pas", a déclaré la mère. "C'est juste la façon dont grand-mère m'a appris. Nous devrions appeler grand-mère et lui demander."

Alors ils ont appelé grand-mère et ont demandé: "Pourquoi coupons-nous les extrémités du jambon? Est-ce pour laisser entrer la marinade, ou quoi?"

"Non," dit grand-mère. "Pour être honnête, j'ai coupé les extrémités parce que c'est ce que ma mère m'a appris. J'ai ajouté l'étape de la marinade plus tard, parce que j'étais inquiète du séchage du jambon. Appelons l'arrière-grand-mère et lui demandons."

Ils ont donc appelé l'établissement de vie assistée où résidait l'arrière-grand-mère, et la vieille femme a répondu à leurs questions, puis a dit.

"Oh, pour l'amour de la terre! J'ai coupé les extrémités parce que je n'avais pas une casserole assez grande pour un jambon entier!"

Je pensais récemment aux qubytes et je me demandais s'ils devaient vraiment être définis comme 8 qubits. Un système quantique à 8 niveaux (qunit) aurait un espace à 8 dimensions et pourrait en théorie coder un octet (8 bits). Est-ce une meilleure définition d'un qubyte (octet quantique)?

Ou est-ce tout un problème de gens n'ayant aucune idée réelle de la programmation des bêtes.

meowzz
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Je suis d'accord pour dire que le "tout binaire / numérique" est devenu un mantra dans lequel beaucoup sont intégrés (cela étant alors au-dessus). Nous expliquons le cerveau et tout comme si c'était comme un ordinateur. Il y avait une période dans les premiers jours de l'électronique où ses théories / techniques pouvaient être appliquées à de gros problèmes analogiques, tels que les maillages résistifs (impédance). C'est surtout le même vieux Maxwell, à part la formulation Gibbs erronée (? ;-), que QM utilise, donc un peu de provocation à propos d'un peu de réflexion latérale est de mise, peut-être. Pour l '«octet», regardez le débit en bauds, qui n'est pas le débit binaire.
Philip Oakley
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«Taux de symboles» - sympa! Je pense que le problème binaire est antérieur à tout en tant qu'ordinateur. Voir: l'arbre de la connaissance du bien et du mal; P
meowzz
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pour l'espace 8d, jetez un œil au doctorat de C Furey "La physique des modèles standard à partir d'une algèbre?", et les conférences YouTube de 2 minutes. A beaucoup de plausibilité par rapport à notre besoin de mathématiques pour représenter la science .. (ne peut pas laisser les choses devenir des mathématiques vaudou / science - autres théologies disponibles)
Philip Oakley