цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Новая квантовая схема может вычислить быстрое преобразование Фурье


Новая квантовая схема может вычислить быстрое преобразование Фурье

Автор: Mike(admin) от 23-10-2020, 23:15

В классических вычислениях преобразование Фурье – это математическая операция, которая является фундаментальной для таких областей, как обработка сигналов. В мире квантовых вычислений квантовое преобразование Фурье (QFT) не менее фундаментально.


Новая квантовая схема может вычислить быстрое преобразование Фурье

QFT – это квантовая реализация дискретного преобразования Фурье по амплитудам волновой функции. Это неотъемлемая часть многих квантовых алгоритмов, особенно алгоритма факторизации Шора и квантовой оценки фазы. Однако исследователи считают, что в QFT все еще можно внести улучшения, которые сделают его еще более мощным инструментом.


Преобразование Фурье часто реализуется посредством быстрого преобразования Фурье (БПФ) в классических вычислениях. БПФ – это более быстрый вычислительный метод вычисления дискретного преобразования Фурье, изменяющий вычислительную сложность с O(n^2) на O(nlogn). Пытаясь использовать огромные преимущества БПФ, японские исследователи приступили к реализации БПФ в квантовой области. Их новое квантовое БПФ (КБПФ или QFFT) определяется как преобразование тензорного произведения квантовых состояний. Это отличается от обычного квантового преобразования Фурье (QFT), которое определяется как линейное преобразование амплитуд для суперпозиции квантовых состояний.


Новый QFT состоит из нескольких схем для выполнения стандартных арифметических операций, таких как квантовый сумматор, вычитатель и операторы сдвига. Еще одна уникальная особенность этой новой схемы заключается в том, что в ней используется квантовая память с произвольным доступом (QRAM) для получения значительно более высокой вычислительной сложности, чем у стандартной QFT.


Одним из заметных преимуществ QFFT является то, что оно не генерирует потраченные впустую или «мусорные кубиты», базовую единицу квантовой информации. Эта эффективность очень важна при постоянно увеличивающемся количестве кубитов в квантовых компьютерах. Основное преимущество использования QFFT заключается в его квантовой суперпозиции, при которой несколько изображений обрабатываются одновременно. В случаях, когда количество изображений достаточно велико, QFFT считается вычислительно превосходящим QFT. Также стоит отметить, что метод QFFT очень универсален и применим ко всем проблемам, которые могут быть решены с помощью обычного БПФ.


С появлением квантовых компьютеров исследователи и инженеры ищут способы сделать переход как можно более плавным. Создавая универсальный алгоритм в QFFT, исследователи в этом исследовании стремятся упростить процесс принятия квантовых алгоритмов, которые могут решить многие инженерные проблемы, которые в настоящее время полагаются на FFT. Более того, поскольку количество кубитов в квантовых вычислениях постоянно увеличивается, эффективность вычислений становится все более серьезной проблемой. Эта новая схема предназначена для решения этой проблемы за счет устранения мусорных кубитов. Если за квантовыми вычислениями действительно будущее, то такая работа может помочь сделать его блестящим.




© digitrode.ru




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий