Qual é a diferença entre os modelos de computação quântica de recozimento quântico e adiabático?


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Pelo que entendi, parece haver uma diferença entre os modelos de computação quântica de recozimento e adiabático, mas a única coisa que encontrei sobre esse assunto implica alguns resultados estranhos (veja abaixo).

Minha pergunta é a seguinte: qual é exatamente a diferença / relação entre o recozimento quântico e a computação quântica adiabática?


As observações que levam a um resultado "estranho":

  • Na Wikipedia , o cálculo quântico adiabático é descrito como "uma subclasse de recozimento quântico".
  • Por outro lado, sabemos que:
    1. O cálculo quântico adiabático é equivalente ao modelo de circuito quântico ( arXiv: quant-ph / 0405098v2 )
    2. Os computadores DWave usam recozimento quântico.

Portanto, usando os três fatos acima, os computadores quânticos DWave devem ser computadores quânticos universais. Mas, pelo que sei, os computadores DWave estão restritos a um tipo muito específico de problema, portanto não podem ser universais (os engenheiros da DWave confirmam isso neste vídeo ).

Como uma questão paralela, qual é o problema com o raciocínio acima?


Respostas:


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Vinci e Lidar têm uma boa explicação na introdução de Hamiltonianos não estocásticos no recozimento quântico (que é necessário para um dispositivo de recozimento quântico para simular a computação do modelo de porta).

https://arxiv.org/abs/1701.07494

É sabido que a solução de problemas computacionais pode ser codificada no estado fundamental de um Hamiltoniano quântico dependente do tempo. Essa abordagem é conhecida como computação quântica adiabática (AQC) e é universal para a computação quântica (para uma revisão da AQC, consulte arXiv: 1611.04471). O recozimento quântico (QA) é uma estrutura que incorpora algoritmos e hardware projetados para resolver problemas computacionais via evolução quântica em direção aos estados fundamentais dos Hamiltonianos finais que codificam problemas clássicos de otimização, sem necessariamente insistir na universalidade ou adiabaticidade.

Assim, o controle de qualidade habita um regime intermediário entre as premissas idealizadas do AQC universal e compromissos experimentais inevitáveis. Talvez o mais significativo desses compromissos tenha sido o design de recozimentos quânticos estocásticos. Um Hamiltoniano é estocástico em relação a uma dada base seHHpossui apenas elementos matriciais fora-diagonais reais e não positivos nessa base, o que significa que seu estado fundamental pode ser expresso como uma distribuição de probabilidade clássica. Normalmente, escolhe-se a base computacional, ou seja, a base na qual o Hamiltoniano final é diagonal. O poder computacional dos hamiltonianos estocásticos foi cuidadosamente examinado e suspeita-se que seja limitado no cenário AQC no estado fundamental. Por exemplo, é improvável que o AQC estocástico no estado fundamental seja universal. Além disso, sob várias suposições, o AQC estocástico no estado fundamental pode ser eficientemente simulado por algoritmos clássicos como o Monte Carlo quântico, embora certas exceções sejam conhecidas.


Esta resposta, juntamente com o seu comentário em outra pergunta, respondeu à minha pergunta. Obrigado!
Nelimee

Um hamiltoniano estocástico implica que também é um hamiltoniano estocástico?
user3483902
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