論文の概要: Quantum Computing without Quantum Computers: Database Search and Data
Processing Using Classical Wave Superposition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.08401v1
- Date: Tue, 15 Dec 2020 16:21:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-20 18:53:06.450302
- Title: Quantum Computing without Quantum Computers: Database Search and Data
Processing Using Classical Wave Superposition
- Title（参考訳）: 量子コンピュータのない量子コンピューティング:古典波重ね合わせを用いたデータベース検索とデータ処理
- Authors: Michael Balynskiy, Howard Chiang, David Gutierrez, Alexander
Kozhevnikov, Yuri Filimonov, and Alexander Khitun
- Abstract要約: スピン波重畳を用いた磁気データベース探索の実験データを示す。
古典的な波動に基づくアプローチは、量子コンピュータと同じ速度でデータベース検索を行う場合もあると我々は論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 101.18253437732933
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computing is an emerging field of science which will eventually lead
us to new and powerful logic devices with capabilities far beyond the limits of
current transistor-based technology. There are certain types of problems which
quantum computers can solve fundamentally faster than the tradition digital
computers. There are quantum algorithms which require both superposition and
entanglement (e.g. Shor algorithm). But neither the Grover algorithm nor the
very first quantum algorithm due to Deutsch and Jozsa need entanglement. Is it
possible to utilize classical wave superposition to speedup database search?
This interesting question was analyzed by S. Lloyd. It was concluded that
classical devices that rely on wave interference may provide the same speedup
over classical digital devices as quantum devices. There were several
experimental works using optical beam superposition for emulating Grover
algorithm. It was concluded that the use of classical wave superposition comes
with the cost of exponential increase of the resources. Since then, it is
widely believed that the use of classical wave superposition for quantum
algorithms is inevitably leading to an exponential resources overhead (number
of devices, power consumption, precision requirements). In this work, we
describe a classical Oracle machine which utilizes classical wave superposition
for database search and data processing. We present experimental data on
magnetic database search using spin wave superposition. The data show a
fundamental speedup over the digital computers without any exponential resource
overhead. We argue that in some cases the classical wave-based approach may
provide the same speedup in database search as quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは科学の新しい分野であり、現在のトランジスタベースの技術の限界をはるかに超える能力を持つ新しい強力な論理デバイスへと導かれるだろう。
量子コンピュータが従来のデジタルコンピュータよりも早く解くことのできる問題にはいくつかの種類がある。
重ね合わせと絡み合わせの両方を必要とする量子アルゴリズムがある(例えばShorアルゴリズム)。
しかし、グローバーアルゴリズムも、deutschとjozsaによる最初の量子アルゴリズムも絡み合う必要はない。
古典波重畳を用いたデータベース検索の高速化は可能か?
この興味深い質問はs. lloydによって分析された。
導波路干渉に依存する古典的なデバイスは、量子デバイスと古典的なデジタルデバイスに匹敵するスピードアップをもたらす可能性があると結論付けられた。
グラバーアルゴリズムをエミュレートするために光ビーム重ね合わせを用いた実験が行われた。
古典波重ね合わせの利用は資源の指数関数的な増加のコストが伴うと結論づけられた。
それ以来、量子アルゴリズムに古典的な波動重ね合わせを用いることは、必然的に指数関数的なリソースオーバーヘッド(デバイス数、消費電力、精度要求)をもたらすと信じられている。
本稿では,データベース検索とデータ処理に古典的波動重畳を利用する古典的Oracleマシンについて述べる。
スピン波重畳を用いた磁気データベース探索の実験データを示す。
データは、指数的なリソースオーバーヘッドを伴わずに、デジタルコンピュータの基本的なスピードアップを示す。
古典的な波動に基づくアプローチは、量子コンピュータと同じ速度でデータベース検索を行う場合もあると我々は論じる。
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