Limites atuais no espaço de pesquisa do Grover


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Eu queria saber por que até a data a pesquisa Grover foi implementada apenas até 3 qubits (correspondente ao tamanho do banco de dados = 8). Consulte este artigo

A razão pela qual pergunto é que hoje temos computadores quânticos de tamanho muito maior. Por exemplo, a IBM tem 50 qubits, o Google anunciou 72. Por que não podemos executar um algoritmo Grover de tamanho maior nesses computadores? Algumas das minhas suposições (baseadas em questões teóricas) são as seguintes:

  1. Restrições da arquitetura de circuitos: Talvez o conjunto de portas e a arquitetura subjacente dos circuitos fornecidos por esses computadores imponham uma restrição.

  2. Correções de erros: qubits adicionais são necessários para corrigir erros.

Gostaria de saber se há algum problema prático / físico adicional que esteja limitando o uso da pesquisa Grover atualmente.

Respostas:


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Vou tentar dar palpites que podem fazer sentido:

  1. Mais qubits não significa máquinas melhores. Eles podem ser menos tolerantes a ruído e com menos conectividade entre qubits. É por isso que, ao compará-los (com ou sem correção de erros), você olha primeiro para as implementações mais simples dos algoritmos de última geração. Além disso, você pode alterar alguns parâmetros de calibração da máquina com base nesses resultados.
  2. A implementação de um portão NOT multi-controlado (por exemplo, como o oráculo) pode exigir muitas operações quânticas, como Toffolis (que tem uma decomposição bastante profunda em conjuntos de portas de 2 e 1 qubit), o que significa que você tem circuitos mais profundos, são mais difíceis de aplicar, dado o limite (profundidade) desses computadores quânticos.
  3. O circuito de exemplo ao qual você se refere é um exemplo muito de brinquedo. Portanto, não é muito útil além do benchmarking até agora.

    Por favor, tenha em mente que essas são suposições. Pode haver muitas coisas acontecendo e este é um campo de pesquisa com algumas pessoas envolvidas no campo.

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