¿Son las computadoras cuánticas solo una variante de las computadoras analógicas de los años 50 y 60 que muchos nunca han visto ni usado?

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En la reciente pregunta "¿Es la computación cuántica solo un pastel en el cielo" hay muchas respuestas con respecto a las mejoras en las capacidades cuánticas, sin embargo, todas se centran en la visión informática 'digital' actual del mundo.

Las computadoras análogas de antaño podrían simular y calcular muchos problemas complejos que se ajustaban a sus modos de funcionamiento que no eran adecuados para la computación digital durante muchos años (y algunos todavía son "difíciles"). Antes de las guerras (~ I y II) todo se consideraba un 'reloj' con cerebros turcos mecánicos. ¿Hemos caído en la misma trampa de carro 'todo digital' que se repite (no hay etiquetas relacionadas con 'analógico')?

¿Qué trabajo se ha hecho en el mapeo de los fenómenos cuánticos a la computación analógica y aprender de esa analogía? ¿O es todo un problema de gente que no tiene una idea real de cómo programar las bestias?

classical-computing programming adiabatic-model technologies Philip Oakley
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Hice una pregunta similar: quantumcomputing.stackexchange.com/questions/2595/…
Steven Sagona
Solo quiero aclarar que es la distinción potencial entre las computadoras analógicas basadas en red donde las conexiones son bidireccionales, y las computadoras analógicas basadas en amplificador donde había conexiones basadas en retroalimentación (lenta y lenta ...). Es la velocidad alrededor de los nodos y el 'ruido' del piso lo que lleva a los nodos interconectados a su estado final. Parece que 'Quantum' es solo un método de miniaturización y acelerar ...
Philip Oakley

Respuestas:

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Aquí hay una lista rápida de diferencias notables entre computadoras analógicas y cuánticas:

  1. Las computadoras análogas no pueden pasar las pruebas de Bell.

  2. El espacio de estado de una computadora analógica con N controles deslizantes es N dimensional. El espacio de estado de una computadora cuántica con N qubits es dimensional.2norte

  3. Error corregir una computadora analógica y lo que tienes es una computadora digital (es decir, ya no es fundamentalmente analógica) Las computadoras cuánticas siguen siendo cuánticas después de haber sido corregidas por errores.

  4. Las computadoras análogas no son sensibles a los errores de decoherencia. No se rompen si realiza copias accidentales de los datos. Los cálculos cuánticos se rompen si eso sucede.

  5. Las computadoras análogas no pueden (eficientemente) ejecutar el algoritmo de Shor. O el algoritmo de Grover. O básicamente cualquier otro algoritmo cuántico.

Craig Gidney
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Esto me confunde. Parece sugerir que "analógico" y "cuántico" son dos cosas diferentes, pero en realidad no son mutuamente excluyentes: tiene (1) analógico-clásico (2) analógico-cuántico (3) digital-clásico (4) digital-quantum. Entonces, por ejemplo, las "computadoras analógicas" pueden pasar las pruebas de Bell si son computadoras cuánticas analógicas. Lo mismo ocurre con el resto de sus puntos.
user1271772
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@ user1271772 En el contexto de la pregunta, está claro que me estoy refiriendo a las computadoras analógicas clásicas.
Craig Gidney
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¿Qué trabajo se ha hecho en el mapeo de los fenómenos cuánticos a la computación analógica y aprender de esa analogía?

Aquí hay un punto de partida (con muchas buenas referencias) para aprender sobre computación cuántica analógica (también conocida como "computación analógica cuántica" y "computación cuántica variable continua") . Tenga en cuenta que la computación clásica analógica no es tan poderosa como la computación cuántica analógica, por una razón similar a lo que expliqué en mi respuesta a esta pregunta : las computadoras cuánticas (ya sean digitales o analógicas) pueden aprovechar el enredo cuántico.

¿Hemos caído en la misma trampa de carro 'todo digital' que se repite (no hay etiquetas relacionadas con 'analógico')?

Desafortunadamente, muchas personas lo han hecho, y esto podría ser parte de la razón por la cual la "computación cuántica adiabática" luchó para obtener el respeto que merecía en sus primeros años (e incluso ahora). La computación cuántica adiabática es un tipo específico de computación cuántica analógica que ciertamente tiene una etiqueta en este Stack Exchange y una buena cantidad de preguntas (pero no lo suficiente, en mi opinión). Se ha demostrado que la "computación cuántica adiabática", que es completamente analógica y no involucra ninguna puerta , puede hacer cualquier cosa que una computadora cuántica digital pueda hacer con la misma eficiencia computacional, por lo que si bien es cierto que muchas personas en la computación cuántica han caído en la trampa del carro 'todo digital', hay algunas personas que aprecian la computación cuántica analógica (por ejemplo, la computación cuántica adiabática).

usuario1271772
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Gracias por las etiquetas adicionales, los enlaces y la aclaración de la terminología. Por mi parte, estaba comparando redes de malla eléctrica con redes cuánticas, donde históricamente las redes electrónicas eran 'instantáneas', tal como lo es ahora la cuántica, y ambas tienen una física similar de su lado.
Philip Oakley
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¿Son las computadoras cuánticas solo una variante de las computadoras analógicas de los años 50 y 60 que muchos nunca han visto ni usado?

No, ellos no son.

El factor digital vs analógico no es el punto aquí, la diferencia entre dispositivos cuánticos y clásicos se encuentra en un nivel más fundamental.

Un dispositivo cuántico no puede, en general, ser simulado eficientemente por un dispositivo clásico, ya sea "analógico" o "digital" (o al menos, se cree firmemente que este es el caso). En este sentido, las computadoras cuánticas son realmente radicalmente diferentes de cualquier variación de las computadoras analógicas clásicas u otras formas de computación clásica.

De hecho, las arquitecturas más populares para la computación cuántica, las que operan en conjuntos de "qubits", son las contrapartes cuánticas de las computadoras clásicas digitales . Los dispositivos analógicos también tienen sus equivalentes cuánticos (ver, por ejemplo , información cuántica variable continua ).

glS
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El aspecto que tenía en mente era la forma en que se ven las interacciones . En digital se presume una certeza, mientras que en analógico hay 'ruido' (fluctuación, probabilidad, ...). Es lo último que Quantum tiende a presentarse como, de ahí la sugerencia de mi Q (¡además, quedan pocos que realmente recuerden tales métodos analógicos!)
Philip Oakley
@PhilipOakley No estoy seguro de entender. Es lo último que Quantum tiende a presentarse como <- No entiendo esta oración
glS
El 'último' (para QM) es "distribuciones de probabilidad" y similares. Por lo tanto, el ruido en un sistema analógico es un problema de probabilidad multidimensional (según Shannon) y Qubits parece ser un problema de probabilidad multidimensional similar, de ahí la similitud de las abstracciones conceptuales. Una diferencia clave es la extensión espacial de tal manera que las redes analógicas antiguas raramente llegan a un MHz BW, y respuestas de milisegundos sobre cm, pero QM espera frecuencias mucho más altas sobre micrones y menos.
Philip Oakley
Qubits parecería ser un problema de probabilidad multidimensional similar : pero en realidad no son, o al menos, de la misma manera que los dispositivos analógicos clásicos. Un qubit puede estar en un continuo de estados, eso es cierto, pero cada vez que lo mides siempre lo observas en una de las dos posiciones, por lo que es algo fundamentalmente diferente de lo que tienes clásicamente. Otra gran diferencia es que el número de estados posibles en los que pueden estar los sistemas cuánticos es exponencialmente mayor que lo que es posible clásicamente, lo que permite una dinámica mucho más rica
glS
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¿Hemos caído en la misma trampa del carro 'todo digital' que se repite?

Lo que he notado es más la trampa del carro 'todo binario'; que me recuerda el secreto culinario de la abuela :

Érase una vez, una madre le estaba enseñando a su hija la receta familiar para hacer un jamón horneado entero. Fue el mejor jamón que alguien haya tenido, por lo que siempre siguieron esa receta con cuidado.

Prepararon la marinada, marcaron la piel, se metieron los dientes y luego dieron un paso que la hija no entendió.

"¿Por qué cortamos los extremos del jamón?" ella dijo. "¿Eso no hace que se seque?"

"Sabes, no sé", dijo la madre. "Así es como me enseñó la abuela. Deberíamos llamar a la abuela y preguntar".

Entonces llamaron a la abuela y le preguntaron: "¿por qué cortamos los extremos del jamón? ¿Es para dejar entrar la marinada o qué?"

"No", dijo la abuela. "Para ser honesto, corté los extremos porque así fue como mi madre me enseñó. Agregué el paso de marinado más tarde, porque estaba preocupado por la desecación del jamón. Llamemos a la bisabuela y preguntémosle".

Entonces llamaron a la instalación de vivienda asistida donde vivía la bisabuela, y la anciana escuchó sus preguntas, y luego dijo.

"¡Oh, por el bien de la tierra! ¡Corté los extremos porque no tenía una sartén lo suficientemente grande para un jamón entero!"

Recientemente estuve pensando en qubytes y preguntándome si realmente debían definirse como 8 qubits. Un sistema cuántico de 8 niveles (qunit) tendría un espacio de 8 dimensiones y podría, en teoría, codificar un byte (8 bits). ¿Es esta una mejor definición de un qubyte (byte cuántico)?

¿O es todo un problema de gente que no tiene una idea real de cómo programar las bestias?

meowzz
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Estoy de acuerdo en que "todo lo binario / digital" se ha convertido en un mantra en el que muchos están incrustados (que luego está arriba). Explicamos cerebros y todo como si fuera como una computadora. Hubo un período en los primeros días de la electrónica en el que sus teorías / técnicas podían aplicarse a grandes problemas analógicos, como las mallas resistivas (impedancia). Es sobre todo el mismo Maxwell de siempre, aparte de la formulación errónea (? ;-) de Gibbs, que utiliza QM, por lo que quizás sea necesario provocar un poco de pensamiento lateral. Para el 'byte', eche un vistazo a la velocidad de transmisión, que no es la velocidad de bits.
Philip Oakley
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'Tasas de símbolos' - ¡bien! Creo que el problema binario es anterior a todo como una computadora. Ver: el árbol del conocimiento del bien y del mal; P
meowzz
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para el espacio 8d, eche un vistazo al doctorado de C Furey "¿Física del modelo estándar de un álgebra?", y las conferencias de 2 minutos en YouTube. Tiene mucha plausibilidad en relación con nuestra necesidad de que las matemáticas representen la ciencia ... (no puede permitir que las cosas se conviertan en matemáticas / ciencias vudú - otras teologías disponibles)
Philip Oakley