Adiabatic Quantum Computation and Quantum Annealing: Teorie și practică

Titlul original:

Adiabatic Quantum Computation and Quantum Annealing: Theory and Practice

Conținutul cărții:

Calculul cuantic adiabatic (AQC) este o alternativă la modelul mai cunoscut al calculului cuantic de tip poartă. Cele două modele sunt echivalente din punct de vedere polinomial, dar în rest destul de diferite: o proprietate care distinge AQC de modelul porții este natura sa analogică.

Recoacerea cuantică (QA) descrie un tip de algoritm euristic de căutare care poate fi implementat pentru a rula în setul nativ de instrucțiuni'' al unei platforme AQC. D-Wave Systems Inc. produce {cipuri procesoare de recoacere cuantică} care exploatează proprietățile cuantice pentru a realiza calcule QA în hardware.

Cipurile formează piesa centrală a unei noi platforme de calcul concepute pentru a rezolva probleme de optimizare NP-hard. Începând cu un prototip de 16 qubit anunțat în 2007, compania a lansat și a vândut modele din ce în ce mai mari: sistemul D-Wave One de 128 qubit a fost anunțat în 2010, iar sistemul D-Wave Two de 512 qubit a intrat în scenă în 2013. Un model de 1 000 qubit este așteptat să fie disponibil în 2014.

Această monografie prezintă o prezentare generală introductivă a acestei abordări neobișnuite și în rapidă dezvoltare a calculului. Începem cu o trecere în revistă a principiilor de bază ale calculului cuantic și a ceea ce se știe despre modelul AQC și paradigma algoritmului QA. În continuare, trecem în revistă pachetul tehnologic D-Wave și discutăm unele provocări legate de construirea și utilizarea sistemelor de calcul cuantic la scară comercială.

Ultimul capitol analizează unele eforturi experimentale pentru a înțelege proprietățile și capacitățile acestor platforme neobișnuite. Discuția de pe tot parcursul lucrării se adresează unui public de informaticieni cu puțină experiență în calculul cuantic sau în fizică.