Cos'è un algoritmo quantistico?

Un algoritmo quantistico è un insieme di istruzioni al computer per analizzare i problemi che non si basano su calcoli matematici o probabilistici classici, ma utilizza invece la natura unica della realtà quantistica in cui un singolo bit di dati può rappresentare due valori opposti, come entrambi unoe uno zero nella logica binaria.Nel senso più stretto, un algoritmo quantistico richiede che un computer quantistico funzioni, che non esiste in alcuna forma fabbricata dal 2011. L'informatica teorica, tuttavia, ha almeno creato analoghi al vero calcolo dell'algoritmo quantico a partire dal 2011, con esempi come esempiCome algoritmi Deutsch, Shor e Grover.

L'algoritmo quantico Deutsch fu inventato nel 1985 e dal nome del fisico israeliano David Deutsch che lavora all'Università di Oxford nel Regno Unito.L'algoritmo Deutschs, come la maggior parte delle serie di istruzioni per il computer nel calcolo quantistico, è valutato per la loro capacità di agire come una sorta di scorciatoia per i problemi di elaborazione e, pertanto, risolvere i problemi a livello di microchip.Nel calcolo probabilistico standard, tutti i possibili stati per le soluzioni ai problemi devono essere assegnati un valore di distribuzione e i calcoli vengono eseguiti su tutti per determinare quale risposta o valore ha la massima probabilità di essere corretti.Nel calcolo quantistico utilizzando l'algoritmo Deutsch, ogni possibile stato di soluzione viene combinato in quello che è noto come un vettore unitario che si sposta verso un tipo specifico di soluzione o trasformazione dello stato.Ciò si basa su un principio noto come sovrapposizione quantistica applicata alla matematica, in cui si prevede che le soluzioni ai problemi esistano contemporaneamente in tutti gli stati possibili, essenzialmente eliminando la necessità di una lunga elaborazione logica probabilistica.

Gli algoritmi quantistici Shor e Grover agiscono, ma sono progettati per tipi specifici di elaborazione del computer.L'algoritmo SHOR viene utilizzato per il factoring matematico e l'algoritmo Grover per la ricerca di dati significativi in elenchi o database computerizzati che mancano di una struttura definibile.Sebbene entrambi gli algoritmi siano eseguiti su sistemi informatici classici che eseguono tipi standard di elaborazione, è stato dimostrato che il loro design è di gran lunga superiore agli algoritmi classici basati sulla probabilità per gli stessi tipi di attività.L'algoritmo SHORS è esponenzialmente più veloce e Grovers è quadraticamente più veloce o di un valore quadrato più velocemente della metodologia di elaborazione standard.L'algoritmo quantistico Shor prende il nome da Peter Shor, un professore americano di matematica che lo ha sviluppato nel 1994, e l'algoritmo quantistico Grover prende il nome da Lov Grover, un informatico indiano-americano che lo ha sviluppato nel 1996.

Uno dei unici uniciGli aspetti del calcolo quantistico è che i calcoli non si basano su valori discreti che possono essere separati arbitrariamente, ma esistono invece in uno stato di entanglement quantistico.I valori standard in un calcolo immettono uno stato di sovrapposizione in cui sono tutti manipolati in modo esponenziale come ampiezze o intervalli di valore e ogni bit o qubit di informazioni si dice che sia impigliato tra loro.Ciò rende ogni punto dati interdipendente e non un valore discreto come nel calcolo tradizionale, che è il fondamento di come gli algoritmi quantistici possono essere molto più veloci nell'elaborazione dei dati rispetto agli algoritmi tradizionali.